KR101611240B1 - 복용 가능한 제어된 활성화 식별자 - Google Patents

Abstract

약학 정보 제공이 가능한 조성물과 같은 복용 가능한 조성물에 이용하는 제어된 활성화 식별자를 제공한다. 식별자에는 관심 대상의 표적 부위에 예정된 자극에 반응하여 식별자의 활성화를 제공하는 제어된 활성화 요소를 포함한다. 본 발명은 치료요법적 섭생 순응도를 모니터링하고, 약학 물질의 역학을 추적하는 것을 포함하는 다양한 여러 용도를 찾는다.

Description

복용 가능한 제어된 활성화 식별자{CONTROLLED ACTIVATION INGESTIBLE IDENTIFIER}

관련 출원에 대한 상호 참조

35 U.S.C.§119(e)에 따르면, 본 출원은 미합중국 특허 가출원 No. 60/862,925(2006년 10월 26일자 제출)를 우선권으로 주장하며, 이 내용을 참고문헌으로 첨부한다.

개요

처방 약물은 지시에 따라 적절히 복용하였을 때 많은 환자에게 효과적인 치료약이 된다. 그러나 연구에 따르면 평균적으로 환자의 약 50%는 처방 약물 섭생에 순응하지 못한다. 미국에서만, 환자의 비-순응으로 인하여 소요되는 비용이 매년 $100달러에 이르는 것으로 추정되었다.

결과적으로 환자의 건강을 개선시키기 위해 환자들이 처방 섭생에 순응할 수 있도록 다양한 방법 및 장치가 이용되어 왔었다. 현재까지 많은 다양한 타입의 "스마트(smart)" 패키지 장치들이 개발되어 왔었다. 일부 경우에 이와 같은 장치들이 적정 환제를 자동 분배한다. 다음 경우에 약을 상자로부터 꺼낼 때 감지 및 기록하는 전자 콘트롤도 있다.

환자의 순응을 개선시키기 위한 장비 및 프로토콜이 개발되어 왔지만, 환자의 순응을 모니터하기 위한 새로운 방법의 개발에 끊임없이 관심이 쏠리고 있다. 표적 부위에 조성물 접촉 시에 조성물에 있는 식별자(identifier)에 의해 시그널이 생성되어, 환제가 위장에서 용해되는 것과 같이 약물의 실질적인 투여 및 복용을 환자 또는 의료진의 보고 없이 자동으로 그리고 정확하게 모니터 된다면, 임상 의학에 중요한 진척이 될 것이다.

상기 요구에 적합한 한 가지 시스템은 PCT 출원 PCT/US2006/16370호 (제목: "의약-정보학 시스템(Pharma-lnformatics System)", 2006년 4월 28일 출원, 공개 번호 WO 2006/116718) (이 내용을 참고문헌으로 첨부한다)에서 설명한다. 이 출원에서 설명하는 시스템은 많은 장점들을 제공하지만 특정 상황에서 시그널 생성의 신뢰도가 문제가 될 수 있다. 예를 들면, 약학 조성물이 어떻게 복용 되었는지에 따라 위장에 있는 특정 성분들은 조성물에 있는 식별자의 작용에 상당한 영향을 줄 수도 있다. 예를 들면, 조성물을 복용하는데 사용된 유체 예를 들면, 물, 주스 등이 시그널 생성에 영향을 줄 수도 있다.

이와 같이 개선된 약물-정보학 시스템의 개발이 관심 대상이 될 수 있는데, 시스템에서 식별자의 활성화는 상당히 제어되어 식별자에 의해 생성된 시그널은 특정 환경 가령, 위장 내용물, 활성화를 요하는 표적 부위에 독립적이어야 한다. 본 발명은 최초로 이와 같은 능력을 제공한다.

요약

본 발명은 복용 가능한 식별자, 예를 들면, 약물-정보학이 가능한 약학 조성물에 결합되거나, 복용 가능한 마커 내에 존재할 수도 있는 등의 식별자의 제어된 활성화(controlled activation)를 제공한다. 본 발명의 제어된 활성화의 구체예는 관심 대상 표적 부위 환경에서 약학 캐리어의 부적절한 분해, 변수 등과 같이 이들이 이용되는 과정에서 있을 수 있는 가변적인 조건들이 존재함에도 불구하고, 강하고 신뢰성 있는 이용을 제공한다.

본 발명의 제어된 활성화 식별자는 신체의 표적 부위에 연합될 때 활성화되는 식별자이다. 제어된 활성화 식별자는 표적 부위에 예정된 특정 자극 가령, 액체 습윤, 시간, pH, 이온 강도, 전도성, 생물학적 분자의 존재(가령, 위장, 소장, 결장에 존재하는 특정 단백질 또는 효소들), 혈액, 온도, 특정 보조 인자들(공동 존재가 임상적으로 연관이 있는 지방, 소금 또는 설탕 또는 다른 약학물질과 같은 식품 성분들), 위장에 있는 박테리아, 압력, 빛 등과 같은 자극의 존재에 의해 활성화되는 것들이다. 예정된 특정 자극은 제어된 활성화 식별자가 활성에 반응하도록 고안 또는 모양을 할 수 있는 공지의 자극이 된다. 특정 구체예에서, 식별자에 의해 발생되는 시그널은 표적 부위의 환경 가령, 표적 부위에 있는 유체의 성질에 독립적이다.

제어된 활성화 식별자에는 하나 또는 그 이상의 성분들을 포함할 수도 있는 제어된 활성화 성분을 포함하는데, 이때 표적 부위에 예정된 특정 자극 존재에 반응하여 하나 또는 그 이상의 성분들이 원하는 제어된 활성화를 제공한다. 특정 구체예에서, 제어된 활성화 식별자에는 제어된 활성화 성분으로써 건조된 전도성 매질 전구물질 조성물(예를 들면, 건조된 염 조성물)이 포함되는데, 이때 유체와 접촉(위액)시에 이 성분은 전도성 매질을 생산하여, 파워 소스를 활성화시키고 확인가능한 시그널을 만든다. 파워 소스에 건조된 전도성 매질 전구물질이 존재하면 상당한 장점들을 제공하는데, 식별자의 활성이 필요한 표적 부위 환경에 있는 변수들(예를 들면 위장 조성물에 대한 변수)에도 불구하고 식별자의 신뢰성있는 활성화를 제공하는 능력이 포함된다. 또 다른 구체예에서, 제어된 활성화 식별자에는 관심 대상 표적 부위에 연합될 때, 제어된 활성화 성분으로써 식별자의 활성을 제공하기에 적합한 보호막과 같은 형태로 배리어(barrier)가 포함된다. 하기에서 상세하게 기술하겠지만, 다른 타입의 제어된 활성화 식별자에는 건조된 전도성 매질 및 배리어와 같은 두 가지 또는 그 이상의 성분들이 포함된다.

식별자에 의해 방출되는 시그널은 또 다른 장치 가령, 체내 또는 신체 부근에 있는 수신기에 의해 수용되어 하나 또는 그 이상의 활성 성분들 및 약학 조성물과 연합된 식별자가 표적 부위에 실질적으로 도달했는지를 기록할 것이다.

도 1은 환제 복용의 효과를 그림으로 나타낸 것으로, 환제의 일부가 침식되어 사라진, 도면.

도 2는 도 1과 유사한 배열이나, 출력(output)으로 두 가지 전극 대신 코일을 사용한, 도면.

도 3 내지 8은 본 발명의 상이한 구체예에 따른 제어된 활성 배터리의 상이한 그림을 제공하는, 도면.

도 9는 본 발명의 다양한 구체예의 전기 회로의 특정하게 실행되는 상세도를 제공하는, 도면.

도 10은 본 발명에 따른 시스템의 일부로, 환제 구체예의 예시적인 도식을 제공하는 도면.

도 11은 본 발명의 구체예에 따른 오픈 페이스 테이블 포맷의 두 가지 측면을 제공하는, 도면.

도 12는 본 발명의 구체예에 따른 붕괴가능한 제어된 활성화 요소에 들어있는 식별자의 계략도를 제공하는, 도면.

본 발명의 제어된 활성화 식별자는 예정된 특정 자극에 반응하여 표적 부위에 접촉시에 활성화될 수 있는 식별자들이다. 특정 구체예에서, 표적 부위의 조성 짜임새에 있어 광범위한 변이에도 불구하고 제어된 활성화를 제공한다. 이와 같이 제어된 활성화 식별자는 신체에 표적 부위에 조성물의 접촉에 대해 신뢰성 있고 견실한 데이터를 제공하는데, 제공된 데이터는 완벽하지는 않더라도 표적 부위 환경의 임의 변화에 실질적으로 독립적이다. 따라서, 해당 식별자를 이용할 때 마주치게 될 위장과 같은 표적 부위의 조성물 구성에 광범위한 변이에도 불구하고, 식별자는 표적 부위 환경의 조성물에 영향을 받지 않는 일관성 있고 신뢰성있는 시그널을 제공한다. 이와 같은 새로운 정보 장치 및 시스템의 응용부분은 다양하며, PCT 출원 PCT/US2006/16370호 (제목: "의약-정보학 시스템(Pharma-lnformatics System)", 2006년 4월 28일 출원, 공개 번호 WO 2006/116718) 및 U.S. 가출원 번호 No. 60/949223 "Ingestible Event Marker"에 상세하게 설명되어 있으며; 이들 내용은 참고문헌으로 첨부될 뿐만 아니라 하기에서 검토한다.

본 발명을 좀더 상세하게 설명함에 있어서, 조성물의 구체예를 우선 설명하고, 이어서 조성물을 포함하는 시스템, 이와 같은 조성물 및 시스템을 이용하는 방법, 조성물과 방법이 찾아낸 다양한 예시적인 용도 등에 대해 논의한다. 또한, 해당 조성물을 포함하는 키트 또한 하기에서 더 상세하게 설명될 것이다.

조성물

본 발명의 구체예에는 제어된 활성화 식별자를 포함하는데, 식별자는 캐리어 조성물, 예를 들면, 약학적으로 수용 가능한 비이클과 연합되거나 하나 또는 그 이상의 약학 활성 물질과 연합되거나 연합되지 않을 수도 있다. 특정 구체예에서, 조성물은 개체에 투여시에 파괴된다. 특정 구체예에서, 복용 등의 방법을 통하여 신체로 운반되면 조성물은 물리적으로 파괴되는데, 예를 들면, 용해되거나, 분해되거나, 부식되는 등의 파괴를 겪는다. 이와 같은 구체예의 조성물은 복용 후 위장 관을 통과할 때 완전하지는 않지만 실질적으로 그대로 유지되도록 만들어진 장치와는 구별된다.

상기에서 요약한 바와 같이, 조성물에는 제어된 활성화 식별자와 활성 물질/캐리어 성분이 포함된다. 이들 각 상이한 성분들에 대해서는 하기에서 별도로 상세하게 설명된다.

제어된 활성화 식별자(Controlled Activation Identifiers)

상기에서 요약한 바와 같이, 본 발명의 조성물에는 제어된 활성화 식별자가 포함된다. 본 조성물의 제어된 활성화 식별자는 생리학적 표적 위치 예를 들면, 위장, 소장, 대장 등에 연합 또는 접촉시에 식별자들이 활성이 있는 한, 조성물의 특정 용도 및 특정 구체예에 따라 매우 다양할 수 있다. 특정 구체예에서, 활성은 완벽하지는 않지만 실질적으로 환경에 독립적이면서도, 원하는 표적 부위에 존재하는 예정된 활성화 자극(예를 들면, 유체, 화학물질, 빛)에 대해 활성화가 일어난다. 식별자는 표적 부분(신체 부위)에 접촉시 시그널을 방출하는데, 실제 활성화 자극의 존재와는 별도로 표적 부위의 특정 환경은 시그널의 성질에 실질적으로 영향을 주지 않는다. 예를 들면, 표적 부위가 위장인 경우, 식별자의 활성화는 다양한 상이한 위장 내부 환경, 가령, 약 1 내지 8의 pH 변화에 완벽하지는 않지만 실질적으로 동일한데, 유체 자극의 존재와는 별도(활성화물질이 습윤에 의해 활성화되는)로 유체의 pH는 식별자가 어떻게 활성화되는지에 대해 영향을 주지 않는다. 예를 들면, 특정 구체예에서, 식별자들은 다양한 상이한 pH 값을 가지는 상이한 유체 조성물들과 접촉 후 시간 및 강도에 대해 동일한 시그널을 방출하는 것을 특징으로 한다. 추가적으로 또는 대안으로, 식별자는 활성화된 후에 신호를 방출할 때 시그널을 방출하는 식별자가 될 수도 있는데, 이때 활성화는 상기에서 설명된 것과 같이 표적 부위 환경과는 독립적인 방식으로 일어난다.

특정 용도의 필요에 따라, 식별자로부터 수득된 시그널은 범용 시그널 예를 들면, 표적 부위에 접촉했다는 것만을 확인하는 시그널 또는 일부 경우에 묶음(batch)내에 다수의 상이한 조성물 또는 그룹내 특정 조성물이 생리학적 표적 부위에 접촉했다는 것만을 특정하게 확인하는 고유한 시그널이 될 수도 있다. 이와 같이, 식별자는 단위 약형의 묶음으로 이용될 때, 가령, 정제 묶음에 이용되는 경우, 묶음 내 다른 임의 단위 약형의 식별자에 의해 발생되는 시그널과 구별되지 않는 시그널을 방출할 수도 있다. 또 다른 구체예에서, 식별자는 주어진 묶음에 다른 동일한 단위 약형이더라도 주어진 단위 약형만을 고유하게 확인하는 시그널을 방출한다. 따라서, 특정 구체예에서, 식별자는 단위 약형 예를 들면, 다른 타입의 약물과 주어진 타입의 단위 약형을 구별하는 고유한 시그널을 방출한다. 특정 구체예에서, 식별자는 단위 약형들, 가령, 처방, 묶음 또는 약형 조제물의 평생 생산 등의 한정 집단의 다른 단위 약형과 주어진 단위 약형을 구별하는 고유한 시그널을 방출한다. 특정 구체예에서, 식별자는 생산된 다른 임의 약형 조제물에서 방출되는 시그널과 구별되는 고유한 시그널을 방출하는데, 이때, 이와 같은 시그널은 보편적으로 고유한 시그널(가령, 다른 임의 개체의 다른 임의 지문과는 구별되는 사람의 지문과 유사하여 보편적인 수준에서 개체를 고유하게 확인하는)이다. 한 구체예에서, 시그널은 조성물에 대해 직접적인 정보를 가지거나 데이터베이스, 예를 들면 코드로 조성물을 연계한 데이터베이스로부터 조성물에 대한 정보를 빼내는데 이용할 수 있는 확인 코드를 제공할 수도 있다.

식별자는 표적 부위에 접촉에 의해 제어된 활성화 후에 검출가능한 시그널을 제공할 수 있는 임의 성분 또는 장치가 될 수 있다. 특정 구체예에서, 상기에서 요약한 바와 같이, 조성물이 생리학적 표적 부위에 접촉한 후에 식별자가 시그널을 방출한다. 예를 들면, 환자가 환제를 복용하고, 위장 유체와 접촉 시에 검출 가능한 시그널이 발생된다.

구체예에 따라, 생리학적 표적 부위 또는 위치는 다양할 수 있는데, 대표적인 원하는 표적 부위에는 위장관(입, 식도, 위장, 소장, 대장 등); 신체의 또 다른 위치, 예를 들면 장관외(parental) 위치, 맥관 위치; 또는 국소 위치 등과 같은 것들이 포함되나 이에 한정되지는 않는다. 특정 구체예에서, 식별자는 표적 부위의 특정 조성물에 무관하게 표적 부위에서 유체와 접촉시에 활성화되도록 한다.

특정 구체예에서, 필요한 개체에 바로 투여할 수 있는 조성물을 만들기 위해 식별자는 자체로 경구 복용가능한 모양이 되도록 하거나 또는 조성물의 생리학적으로 수용 가능한 캐리어 성분과 복합하였을 때 복용가능한 형태가 되도록 만든다. 이와 같이 하여, 특정 구체예에서, 식별자 요소는 폭이 약 0.05 내지 약 2㎜ 또는 그 이상, 약 0.05mm 내지 약 1mm, 약 0.1mm 내지 약 0.2㎜; 길이는 약 0.05 내지 약 2㎜ 또는 그 이상, 예를 들면, 약 0.05mm 내지 약 1㎜, 약 0.1㎜ 내지 약 0.2mm, 높이는 약 0.05 내지 약 2㎜ 또는 그 이상, 예를 들면, 약 0.1㎜ 내지 약 1㎜, 예를 들면, 약 0.1㎜ 내지 약 0.2㎜를 포함하는 약 0.05㎜ 내지 약 0.3㎜가 된다. 특정 구체예에서, 식별자는 1㎣ 또는 이보다 작은데, 0.1㎣ 또는 이보다 적거나, 0.2㎣ 또는 이보다 작은 것을 포함한다. 식별자 요소는 다양한 상이한 형태를 취할 수 있는데 예를 들면, 칩 모양, 실린더 보양, 나선 모양, 디스트 모양 등이 될 수 있으나 이에 국한되지 않으며, 특정 모양은 사용하고자 하는 용도, 제조 방법 등에 따라 선택될 수 있을 것이다. 식별자는 다양한 상이한 시그널을 발생시킬 수 있는데, 예를 들면, RF 시그널, 자성 시그널, 전도성(근거리) 시그널, 음향 시그널 등이 포함되나 이에 한정시키지는 않는다.

특정 구체예에서, PCT 출원 PCT/US2006/16370호 (제목: "의약-정보학 시스템(Pharma-lnformatics System)", 2006년 4월 28일 출원, 공개 번호 WO 2006/116718) 에서는 특정 시그널을 설명한다; 이들 출원에서 다양한 타입의 시그널이 설명되어 있으며, 참고문헌으로 첨부한다.

식별자의 전송(transmission) 시간은 매우 다양할 수 있는데, 특정 구체예에서, 전송 시간은 약 0.1μsec 내지 약 48시간 또는 그 이상이 될 수 있는데, 예를 들면, 약 0.1μsec 내지 약 24시간 또는 그 이상, 약 0.1μsec 내지 약 4시간 또는 그 이상, 예를 들면, 약 1초 내지 약 4시간의 범위까지 다양할 수 있다. 주어진 구체예에 따라, 식별자는 시그널을 1회 전송하거나 또는 2회 또는 그 이상 전송할 수 있고, 이때 시그널은 여분(redundant)의 시그널로 간주할 수 있다.

특정 구체예에서, 식별자는 제조 후에 프로그래밍될 수 있는 것인데, 식별자에 의해 생성되는 시그널은 식별자가 만들어진 후에 결정되고, 이때 식별자는 필드(field) 프로그래밍, 대량(mass) 프로그래밍, 퓨즈 방식(fuse) 프로그래밍 또는 재프로그래밍이 가능하다. 이와 같은 구체예는 코드 안된 식별자들을 우선 생산하고, 조성물에 결합시킨 후에 코드하여 조성물에 대한 시그널을 방출하도록 한다. 편리한 임의 프로그래밍 기술을 이용할 수 있다. 특정 구체예에서, 이용된 프로그래밍 기술은 RFID 기술이다. 해당 식별자에 이용될 수 있는 RFID 스마트 태그 기술에는 U.S. 특허 7,035,877; 7,035,818; 7,032,822; 7,031,946 및 공개 출원 20050131281의 것이 포함되나 이에 한정시키지 않으며, 이들 내용은 참고문헌으로 첨부한다. RFID 또는 이와 다른 스마트 태그 기술을 이용하여 제조업자/판매자는 주어진 식별자에 고유한 ID 코드를 부여할 수 있는데, 식별자가 조성물에 결합된 후에도 부여될 수 있다. 특정 구체예에서, 조성물 취급에 관련된 각 개별 또는 전체가 사용하기 전에, 식별자에 의해 발송되는 시그널에 대해 프로그래밍되는 방식으로 정보를 식별자로 도입할 수도 있다. 예를 들면, 미국 특허 7,031,946에서 설명하는 방식으로 될 수 있으며, 참고문헌으로 첨부된다.

특정 구체예의 식별자에는 메모리 요소가 포함되는데, 메모리 요소는 이의 용량에 대해 다양할 수 있다. 특정 구체예에서, 메모리 요소는 약 1 바이트(bit) 내지 1GB(gigabyte) 또는 그 이상의 용량을 가지는데, 예를 들면, 약 1바이트 내지 약 128바이트를 포함하는 1 바이트 내지 1MB(megabyte)의 용량을 가진다. 이용되는 특정 용량은 용도에 따라, 예를 들면, 시그널이 범용 시그널인지 코드된 시그널인지에 따라 달라질 수 있으며, 시그널에는 추가 정보 예를 들면, 활성 성분의 이름 등의 주석이 붙거나 없을 수도 있다.

본 발명의 구체예의 제어된 활성화 식별자 성분들은 (a) 하나 또는 그 이상의 성분으로 구성된 제어된 활성화 성분; 그리고 (b) 시그널 생성 성분, 이때, 시그널 생성 성분은 상기에서 설명하는 것과 같이 확인 시그널을 만들기 위해 제어된 활성화 성분에 의해 활성화된다.

제어 활성 성분

제어 활성 성분은 위장과 같은 관심 대상의 표적 부위에 조성물이 접촉 후에 시그널이 방출될 수 있도록 식별자의 시그널 생성 요소를 활성화시키는 성분이다. 제어된 활성화 성분은 완벽하지는 않지만 표적 부위의 특정 조성물의 구성에 독립 적인 방식으로 활성화되도록 형성되어, 활성화는 표적 부위의 조성물 구성과는 독립된다.

PCT 출원 PCT/US2006/16370호 {제목: "의약-정보학 시스템(Pharma-lnformatics System)", 2006년 4월 28일 출원, 공개 번호 WO 2006/116718}에 따르면, 식별자의 활성화는 상이한 방법으로 이루어질 수 있는데, 이와 같은 방법에는 배터리 완성형(battery completion), 배터리 연결 등을 포함하나 에에 국한시키지는 않는다. 이 출원의 공동 출원에서 설명하는 상이한 활성 방법은 여기에서 설명되고 있는 제어 활성에 바로 채택할 수 있을 것이며, 이의 전문을 참고문헌으로 첨부한다.

예를 들면, 배터리 완성형 포맷에 근거한 제어 활성 요소들은 완성된 경우 음극, 양극 및 전해물을 포함하는 배터리를 이용할 수도 있다. 조성물이 투여된 경우, 예를 들면, 복용하게 되면 식도를 통과하여 위장으로 진행된다. 조성물 내에 제공된 음극 및 양극은 온전한 배터리를 구성하지는 않는다. 그러나 조성물이 용해되어 음극과 양극에 노출될 때 위 유체(자체 또는 식별자의 건조된 전도성 전구물질 매질 성분과 복합되었을 때)가 배터리의 전해질 성분으로 작용한다. 따라서, 조성물이 위로 들어가서 양전극 및 음전극의 노출 포인트에서 용해되어 표적 부위에 접하게 되면, 파워 소스가 제공되어 칩 모양에 식별자를 활성화시킨다. 그 다음 데이터 시그널이 전송된다.

특정 구체예에서, 이용되는 배터리는 배터리의 두 개 전극(가령, 양전극과 음전극)으로 구성된 두 가지 상이한 전기화학 물질로 구성된 것이다. 전극 물질이 노출되어 체액, 위산 또는 다른 타입의 유체(단독 또는 하기에서 설명하는 바의 건조된 전도성 매질과 복합하여)와 접촉하게 되면, 두 전극 물질에서 발생되는 각 산화 및 환원 반응의 결과로 전극 사이에 전위차 즉, 볼테이지가 생성된다. 볼타 쎌, 또는 배터리가 생성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 구체예에서, 이와 같은 배터리는 조성물의 물리적 그리고 화학적으로 부식되는 동안 두 가지 상이한 물질이 표적 부위 가령, 위, 소화관 등에 노출되었을 때, 시그널 생성 요소가 존재하여 볼테이지가 생성된다. 전해질에서 두 가지 상이한 물질들은 "감자 배터리"의 물리적 모델과 유사한 상이한 전위에 있다. 예를 들면, 구리와 아연이 세포로 들어가면 상이한 전위를 가진다. 유사하게, 금과 마그네슘도 상이한 전위를 가진다. 그 결과로 두 가지 상이한 물질 간에 전위차이가 생성된다.

이들 특정 구체예에서, 배터리 파워 소스는 위산, 혈액과 같은 이온성 용액 또는 다른 체내 유체 및 일부 조직에 전기화학적 반응을 이용하는 파워 소스로 볼 수 있을 것이다. 도 1에서는 환제를 복용하고, 환제의 일부가 물리적으로 및/또는 화학적으로 부식되어 사라지는 지점까지 용해될 때 발생되는 과정을 도식적으로 나타낸 것이다. 전극 물질 1, 2 (32 및 33)는 이온 용액 39(표적 유체만으로 구성되거나 또는 건조된 전도성 매질 전구물질과 복합된 표적 부위 유체로 구성된) 내에 있다. 이와 같은 형태로 인하여 전기 회로 40에 연결하면 로우(low) 볼테이지(V-)와 하이(high) 볼테이지(V+)가 생성된다. 전기 회로의 두 가지 출력은 EO 41과 E1 42이며, 이들이 상부 표면상에 시그널-전송 전극이 된다. 또 다른 구체예에서, 도 2에서는 나타내지 않았지만, 시그널 생성 요소 30에는 단일 전극을 포함하는데, 출 력은 EO 41이다.

도 2는 도 1과 유사한 배열을 가진다. 그러나 출력으로 두 가지 전극을 보유하는 것 대신에, 코일이 제공된다. 전극 물질 1, 2(32 및 33)를 시그널 생성 요소 30의 전기 회로 40에 제공된다. 전기 회로 40의 출력이 코일 43에 결합된다. 이와 같은 형태는 이온 용액에 노출될 때 전극 물질 1 및 2(32 및 33)에 의해 배터리가 만들어진다. 이와 같은 배터리가 회로 40을 작동시켜 진동주파수를 만든다. 이와 같은 진동 전류가 코일로 전달되어 RF 자성(magnetic) 시그널이 생성된다. 신체 조직을 통하여 상당한 약해질 수도 있는 근거리장 퀴지 상태 전기적 시그널(near-field quasi-static electrical signal)과는 달리, RF 자성 시그널은 다소 적게 감 쇠되어 신체 조직을 통하여 전달될 것이다. 그 다음 RF 자성 시그널은 자성 시그널 검출 기전을 가지는 외부 또는 내부 수신기 장치에 의해 픽업된다. 충분히 높은 주파수에서 살포된다면, 환자가 착용하는 무선 호출기 형 장치는 환제가 언제 복용 되었는지를 감지할 것이다.

도 1과 2에서는 전기화학 반응에 의해 파워가 제공되는 시그널 생성 요소 40을 가지는 식별자 30을 설명한다. 시그널 생성 요소 40을 전극 32 및 33에 전기적으로 연결되며, 전극은 두 가지 상이한 물질로 구성되며 서로 전기적으로 절연되어 있다. 전극 32, 33을 이온 용액 39에 침잠시키면, 이들 사이에 전위차가 발생되는데; 예를 들면, 전극 33이 더 높은 전위 V+로, 전극 32는 더 낮은 전위 V-로 떨어진다. 이와 같은 전위 차이를 이용하여 회로 40에 파워를 공급한다.

전극 32 및 33은 다양한 방법으로 실행될 수 있는데; 예를 들면, 집적 회로 칩의 마주하는 표면 부위를 두 가지 상이한 금속으로 피복시키고, 전체 칩을 이온 용액에 둘 수 있다. 또는, 전극 32 및 33을 보는 바와 같이 요소 40으로부터 떨어지도록 할 수도 있다. 또 다른 배열을 이용할 수도 있다.

전극 32 및 33은 식별자 30이 작용될 환경에 적절한 임의 두 가지 물질로 만들어질 수도 있다. 활성 물질은 상이한 전기화학적 전위를 가지는 임의 물질 쌍이 될 수도 있다. 예를 들면, 일부 구체예에서, 이온 용액 39는 위산으로 구성되고, 전극 32 및 33은 귀금속(예를 들면, 금, 은, 백금, 팔라듐 또는 이와 유사한 것)으로 만들어져, 이들이 성급하게 부식되지 않게 한다. 또는, 전극은 알루미늄 또는 다른 전도성 물질로 만들어져 이용 가능한 이온 용액에서 생존 시간이 충분히 길어 식별자 30가 예정된 기능을 수행할 수 있도록 한다. 금속으로 적절한 물질을 한정시키지 않으며, 특정 구체예에서, 쌍을 이룬 물질은 금속 및 비-금속 가령, 금속(Mg) 및 염(CuI)으로 구성된 쌍에서 선택될 수 있다. 활성 전극 물질에 있어서, 실질적으로 적절하게 상이한 전기 화학적 전위(볼테이지) 및 낮은 인터페이스 저항을 가진 물질-금속, 염 또는 층간 화합물(intercalation compound)의 임의 페어링(paring)이 적절하다.

상이한 다양한 물질들을 배터리 전극으로 이용할 수도 있다. 특정 구체예에서, 생리학적 표적 부위 가령, 위에 접촉시에 식별자의 시그널 생성 요소를 구동하기에 충분한 볼테이지를 제공하도록 전극 물질이 선택된다. 특정 구체예에서, 생리학적 표적 부위에 파워 소스 금속 접촉시에 전극 물질에 의해 제공되는 볼테이지는 0.001 V 또는 그 이상인데, 예를 들면, 0.01 V 또는 그 이상, 가령, 0.1 V 또는 그 이상, 가령 0.3 V 또는 그 이상, 0.5 볼트 또는 그 이상을 포함하는, 그리고 1.0 V 또는 그 이상을 포함하며, 특정 구체예에서, 볼테이지 범위는 약 0.001 내지 약 10 V, 예를 들면, 약 0.01 내지 약 10 V가 된다.

관심의 물질 및 페어링에는 하기 표 1에서 제공하는 것들이 포함되나 이에 국한되지는 않는다.

[표 1]

	양극(Anode)	음극(Cathode)
금속	마그네슘, 아연, 나트륨(†), 리튬(‡), 철 및 이의 합금
염		구리 염; 요오드화물, 염화물, 브롬화물, 황산염, 포름산염(다른 가능한 음이온) Fe+3 염: 예를 들어, 오르쏘 포스페이트, 파이로포스페이트, (기타 가능한 음이온) 백금, 금 또는 이와 다른 촉매 표면상의 산소(††)
층간화합물	Li, K, Ca, Na, Mg와 흑연	산화바나듐 산화마그네슘

† 보호된 양극: Li, Na 및 다른 알칼리 금속과 같은 특정 높은 에너지 양극 물질들은 물 또는 산소 존재하에 이들의 순수 형태로는 불안정하다. 그러나 이들이 안정화되었다면 수용성 환경에서 이용할 수도 있다. 이와 같은 안정화의 한 가지 예가 Polyplus Corporation (Berkeley, CA)에서 개발한 "보호된 리튬 양전극"으로, 리튬 금속의 표면에 폴리머 필름이 침착되어 신속한 산화로부터 이를 보호하여 수상 또는 대기 중에서 사용할 수 있도록 한다(Polyplus는 이에 대한 IP를 가진다).

†† 용존 산소가 음극으로 작용할 수도 있다. 이와 같은 경우에, 신체 유체에서 용해된 산소는 Pt 또는 금과 같은 적절한 촉매 표면상에서 OH^-로 환원될 수도 있다. 다른 촉매들을 이용하는 것도 가능하다.

특정 구체예에서, 이들 금속 중 한 가지 또는 두 가지 모두를 비-금속으로 도핑처리하여 배터리의 볼테지 출력을 강화시킬 수 있다. 특정 구체예에서 도핑(doping) 물질로 이용될 수 있는 비-금속에는 황, 요오드 및 이와 유사한 것들이 포함되나 이에 국한시키지는 않는다.

특정 구체예에서, 전극 물질은 요오드화구리(CuI) 또는 염화동이 양극으로, 그리고 마그네슘(Mg) 금속 또는 마그네슘 합금이 음극이 된다. 본 발명의 구체예들은 인체에 무해한 전극 물질들을 이용한다.

관심의 추가 배터리 모양에는 미국 가출원 60/889,868 "Pharma Informatics System Power Source," 2007년 2월 14일 제출; 미국 가출원 60/889,870 "Pharma Informatics System Power Source Having High Surface Area Cathodes," 2007년 2월 14일자 제출; 미국 가출원 60/889,871 "Pharma Informatics System Having Short Resistant Series Battery"; 이들 내용들은 참고문헌으로 첨부된다-를 포함하나 이에 국한시키지는 않는다.

제어된 활성화를 제공하는 식별자의 제어된 활성화 요소들은 다양한 상이한 타입의 자극에 반응을 할 것이다. 제어 활성 요소가 반응하게 되는 관심 자극에는 액체(습윤), 시간, pH, 이온 강도, 전도성, 생물학적 분자(가령, 위장, 소장, 결정에 존재하는 특정 단백질 또는 효소들), 혈액, 온도, 특정 보조 물질(지방, 슈가와 같은 음식물 성분들 또는 임상적으로 관련된 것으로 공존하는 다른 약물), 위에 있 는 박테리아, 압력 및 빛 등을 포함하나 이에 한정시키지는 않는다.

제어된 활성화 요소는 원하는 제어된 활성화 활성을 제공하는 하나 또는 그 이상의 성분으로 구성되어, 제어된 활성화 요소는 관심 자극에 반응한다. 제어된 활성화 요소를 구성하는 성분 또는 성분들의 성질은 다양하다. 예를 들면, 관심 자극이 온도일 경우, 제어된 활성화 요소는 필름(폴리머 필름)으로 이의 용해도는 체온 또는 체온에 가까운 온도에서 용해되는 것과 같은 온도에 대한 함수가 되는 물질의 배리어가 될 수 있다. 이와 같은 필름은 실온에서는 불용성 또는 물에 불투과성이나 37℃에서는 용해성/침투성이 된다. 이와 같은 필름에 이용될 수 있는 관심 물질에는 하기에 나열된 폴리머 물질들이 포함되나 이에 한정시키지는 않는다. 압력이 관심 자극이 되는 일부 구체예에서, 제어된 활성화 요소는 압력 감응성 물질, 예를 들면, 기계적 특정 강도를 가지는 캡슐 또는 쉘(예를 들면 셀룰로오즈 물질로 만들어진), 기저 압력 이상에서는 요소가 파괴되어 식별자가 활성화가 되어 시그널을 방출한다. 다른 구체예에서 자극은 빛이 될 수도 있다. 예를 들면, 자극은 종양에 부착되는 형광 라벨이 될 수도 있다. 식별자가 종양을 지날 때, 제어된 활성화 요소에는 자극이 되는 파장에서 라벨에 대해 빛을 제공하는 성분과 라벨로부터 방출되는 빛을 감지하는 성분이 포함될 수 있다. 통상의 임의 광원 및 검출기가 이용될 수 있다. 검출기 성분이 방출된 빛을 감지할 때, 제어된 활성화 방식으로 식별자를 활성화시킨다.

특정 구체예에서, 하나 또는 그 이상의 제어된 활성화 성분들은 제어 활성을 제공하는데, 예를 들면, 완벽하지는 않지만, 상기에서 설명된 것과 같이, 표적 부 위에 실질적으로 독립적인 방식으로 활성화된다. 한 가지 구체예에서, 제어된 활성화 성분에는 건조된 전도성 매질이 포함되어, 표적 부위 유체와 복합되면, 상기에서 설명된 것과 같이, 배터리를 활성화시키기 위해 제 1 및 제 2 상이 물질 존재하에 이온성 매질을 만든다. 건조된 전도성 매질 전구물질을 포함하는 활성화 성분의 대표적인 형태는 도 3에서 제공한다. 도 3에서는 고형 서포트 50의 표면상에 존재하는 전극 물질 32, 33을 가지는 배터리 요소를 보여주고 있다. 전극 물질 32와 33 사이에 건조된 전도성 매질 전구물질 34가 위치한다.

존재하는 경우에, 건조된 전도성 매질 전구물질은 다양한 상이한 타입의 조성물이 된다. 관심 대상 조성물에는 생리학적으로 수용 가능한 전해질 예를 들면, 나트륨 이온, 염소 이온, 칼륨 이온 및 칼슘 이온을 포함하나 이에 국한되지는 않는다. 관심 대상인 특정 생리학적으로 필적할 수 있는 염에는 KCl, NaCl, MgCl₂, 및 이와 유사한 것들이 포함되나 이에 국한되지는 않는다. 본 발명의 측면에는 건조된 전도성 매질 전구물질이 존재하는 것이 포함된다. 전구물질이 염, 가령 상기에서 설명하는 것과 같은 염인 경우에, 건조된 염은 동결건조된 염 조성물과 같은 통상적인 임의 포맷으로 제공될 수 있다.

도 3에서 보이는 다양한 구체예를 도 4에서 나타낸다. 도 4에서, 식별자에는 보호성 배리어(barrier)를 포함하는데, 보호성 배리어는 건조된 전도성 매질 전구물질을 존속시키는 기능을 한다. 보호성 배리어 35는 식별자와 전구물질을 존속시키는 기능에 추가하여 상이한 모양 및 기능을 가질 수 있다. 예를 들면, 보호성 배 리어 35는 건조된 전도성 매질 전구물질 34에 표적 부위 유체의 제어된 처리를 제공하는 기능을 할 수도 있다. 도 4에서, 이온 침투성 막 35이 제공되어 배터리를 활성화시키기 위해 건조된 전도성 매질 전구물질 34이 표적 부위 유체 일부와 복합되는 것을 조절한다. 통상의 임의 반-침투성 막을 이용할 수 있다. 반-침투성 막은 ePTFE, Dacron(R), 폴리우레탄, 실리콘 고무, 폴리(락티드-co-글리코리드) (PLGA), 폴리(카프로락톤) (PCL), 폴리(에틸렌 글리콜) (PEG), 콜라겐, 폴리프로필렌, 셀룰로오즈 아세테이트, 폴리(비닐리덴 플로라이드) (PVDF), 나피온(nafion) 또는 다른 생체 적합성 물질로 구성될 수 있다. 막의 포어 크기는 특정 모양에 따라 다양할 수 있는데, 특정 구체예에서, 막은 (MW cutoff-약 1000D 또는 그 미만, 예를 들면, 약 500D 또는 그 미만, 약 250D 또는 그 미만을 포함, 약 100D 또는 그 미만을 포함, 예를 들면 약 50D 또는 그 미만). 특정 구체예에서, 막은 물에만 침투성인 것일 수 있으나, 표적 부위에 다른 임의 유체 구성이 거의 없이 물만이 막을 통과하여 식별자의 건조된 전도성 매질 전구물질에 도달하게 된다.

반-투성 막 대신, 하나 또는 그 이상의 유체 흐름 통로를 포함하는 고체 배리어가 존재할 수도 있다. 예를 들면, 도 5에서, 배터리에는 유체 흐름 통로 37을 포함하는 고형 배리어 36을 포함한다. 유체 흐름 통로 37은 모세관 흐름 통로이고, 이와 같은 경우 유체는 모세관 작용에 의해 유체 통로를 통하여 흐른다. 특정 구체예에서, 유체 흐름 통로는 마이크로규모의 단면 내부 크기를 가지는데, 독립적 크기는 1㎛ 이상 약 1000㎛ 미만이 된다. 이와 같은 독립적인 단면 크기, 가령, 유체 흐름 통로 또는 채널의 특정 성질에 따라 폭, 깊이 또는 직경은 약 1 내지 200㎛, 예를 들면, 약 10 내지 150㎛, 약 20 내지 100㎛의 폭, 전체 내부 단면적은 약 100 내지 40,000㎛², 예를 들면, 약 200 내지 25,000㎛²이 된다. 채널의 내부 단면 모양도 매우 다양할 수 있다. 모양에는 직사각, 사각, 마름모꼴, 삼각 또는 V-형, D-형, U-형, 원형, 반원형, 타원형 및 이와 유사한 것들이 포함되나 이에 국한되지는 않는다. 도 5에서 보여주는 유체 흐름 통로는 곧은 형태이지만, 유체 통로는 당연히 다양한 상이한 모양을 가질 수 있어 원하는 경우 굽거나, 회전 또는 곡면으로 되는 것도 포함된다. 통상적인 임의 직조 기술을 이용할 수 있는데, 특허 6,939,451; 6,838,156; 6,730,206; 6,623,860; 6,613,525; 6,306,273; 6,284,113; 6,176,962; 6,103,199; 6,056,860; 6,054,034; 5,935,401; 5,858,188; 7,069,952; 7,033,474; 6,857,449; 6,841,193; 6,660,367; 6,551,836; 6,517,234; 6,509,085에서 설명하는 것과 같은 랩-온어칩("lab on-a-chip") 기술이 포함되나, 이에 국한시키지는 않는다; 이들 내용을 참고문헌으로 첨부한다.

특정 구체예에서, 원하는 유체 흐름 성질을 제공할 수 있도록 흐름 통로가 변형될 수도 있다. 예를 들면, 흐름 통로의 하나 또는 그 이상의 표면의 표면 에너지를 변형시켜 모세관을 통한 강화된 유체 흐름을 제공할 수도 있다. 예를 들면, 유체 통로의 하나 또는 그 이상의 표면의 표면 에너지가 증가되어 표면은 좀 더 친수성이 된다. 다양한 상이한 표면 에너지 변형 프로토콜을 이용할 수 있는데, 선택된 특정 프로토콜은 배리어의 특정 조성물 및 원하는 표면 에너지 성질에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 주어진 표면의 표면 에너지를 증가시키기를 원하는 경 우, 표면은 플라즈마 처리를 하는데, U.S. 특허 5,948,227 및 6,042,710(이들 내용들은 참고문헌으로 첨부한다)에서 설명하는 것과 같이, 표면 변형 폴리머 용액과 같은 표면 에너지 변형과 접촉할 수도 있다.

특정 구체예에서, 배리어는 예정된 방식으로 식별자 단독 또는 서포터에 존재할 수 있는 건조된 전도성 매질 전구물질과 복합하여 식별자를 활성화시키기 위하여 충분한 전도성을 가지는 유체와 접촉시 파괴되는 것이 될 수도 있다. 예를 들면, 도 6에서는 배리어 38가 존재하는데, 예정된 기준, 가령, 전도성, pH 등에 맞는 유체와 접촉시에 파괴되어(가령 용해를 통하여) 건조된 전도성 매질 전구물질 34가 유체에 노출됨으로써 배터리를 활성화시킨다.

도 6에서는 건조된 전구물질과 배리어가 있는 것을 보여주고 있지만, 건조된 전구물질이 필요 없을 수도 있다. 예를 들면, 도 7에서는 건조된 전도성 매질 전구물질이 없는 구체예를 보여준다. 이 구체예에서, 보호층 38은 전극 32, 33 그리고 기질 50을 보호한다. 예정된 기준 가령, 전도성, pH 등에 맞는 유체와 접촉시에 보호층 38이 파괴(용해에 의해)되어 건조된 전극 32, 33이 유체에 노출되어 배터리를 활성화시킨다.

도 7에서 보여주고 있는 구체예의 변화를 도 8에서 제공한다. 도 8에서 배리어 38'은 시간 제어된 용해 조성물 예를 들면, 유체와 접촉시에 시간에 따른 방식으로 용해되는 조성물로써, 관심 대상인 유체에 주어진 물질의 용해 시간은 유체의 접촉전에 공지되어 용해 시간이 미리 결정된다. 특정 구체예에서, 이와 같은 조성물은 폴리머 조성물로써, 시간 조절된 방출 약학 조성물에 이용되는 폴리머 조성물 이 된다. 이용될 수 있는 관심 대상인 폴리머 조성물에는 물에서 팽창가능한 조성물 (이의 두께가 제어된 시간 용해를 부여한다), 이와 같은 조성물은 결합제(예를 들면, 비닐 폴리머, 가령, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 알코올 및 이와 유사한 것들; 셀룰로오즈 폴리머, 가령, 하이드록시프로필메틸셀롤로오즈, 하이드록시에틸셀롤로오즈, 하이드록시프로필셀룰로오즈 및 이와 유사한 것들; 아크릴 폴리머 및 코폴리머 가령, 메타아크릴산 코폴리머, 에틸 아크릴레이트-메틸메타아크릴레이트 코폴리머 및 이와 유사한 것들; 천연 또는 합성 검 가령, 구아르 검, 아라비아 검, 산탄 검, 및 이와 유사한 것들; 단백질 또는 탄수화물 가령, 젤라틴, 펙틴 및 이와 유사한 것들; 그리고 이들의 혼합물) 그리고 폴리머 피복 입자(예를 들면, 입자는 셀롤로오즈 폴리머, 가령, 메틸셀롤로오즈, 카르복시메틸셀롤로오즈, 하이드록시프로필셀롤로오즈, 하이드록시프로필메틸셀롤로오즈, 하이드록시에틸셀롤로오즈 및 이와 유사한 것들; 비닐 폴리머, 가령, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 알코올 및 이와 유사한 것들, 아크릴 폴리머 및 코폴리머 가령, 아크릴산 폴리머, 메타아크릴산 코폴리머, 에틸 아크릴레이트-메틸 메타아크릴레이트 코폴리머 및 이와 유사한 것들; 그리고 이의 혼합물) 및 U.S. 특허. 6,190,692 (내용을 참고문헌으로 첨부한다)에서 설명하고 있는 것 및 이와 유사한 것들이 포함되나 이에 한정시키지는 않는다.

도 8의 구체예에서 예시된 바와 같이 시간-지연 형태에서는 배리어, 가령, 전극과 이들 사이에 공간을 덮는 막이 필요없다. 특정 구체예에서, 두 개 전극 모두가 활성화되지 않는 한, 배터리는 방전되지 않을 것이기 때문에 한 개의 전극만 덮고, 실질적으로 활성화된다. 이와 같은 경우, 특정 구체예에서, 용해되어 사라질 물질의 "패취"에 의해 덮인 한 개의 전극만이 활성화된다.

상기에서 논의된 바와 같이, 도 1 내지 8과 함께 해당 식별자의 제어 활성 요소의 비-제한적인 구체예를 설명한다. 상기에서 논의된 바와 같이, 제어된 활성화 요소에는 단일 성분, 가령, 배리어, 건조된 전도성 매질 또는 식별자에 기능적으로 제어된 활성화를 제공하기 위해 함께 작용하는 두 개 또는 그 이상의 성분의 복합 제어된 활성화 요소를 포함할 수도 있다 (이때 제어된 활성화 요소에는 배리어와 건조된 전도성 매질을 모두 포함할 수 있다). 특정 구체예에서, 상기에서 설명하는 다양한 제어된 활성화 기전을 복합하여 캐스캐이드 또는 멀티 성분 활성화를 얻을 수도 있다. 예를 들면, 몇 가지 타입의 필름을 식별자 상에 침착시키거나 또는 존재하게 하거나 또는 필름-기초 활성화를 캡슐-기초 활성 및 염-기초 활성화와 복합할 수도 있다. 이와 같은 과정의 실시예는 다음을 포함하나 이에 한정시키지는 않는다.

한 구체예에서, 몇 개의 필름 층이 식별자 상에 존재하여 제 1층은 프로세싱/보관 동안에 식별자를 보호하고, 제 2 층은 표적 pH에 도달하면 용해되고, 제 3 층은 염을 방출하여 최종적으로 장치를 활성화시켜 시그널을 전송한다. 이와 같은 타입의 장점에는 사고에 의한 또는 미숙한 상태의 활성화에 대해 추가 보호 및 여지를 제공하는 것이 포함된다. 장치는 활성화 과정이 모두 일어나는 경우에만 활성화된다. 다층 필름의 또 다른 용도는 조급한 기전에 대비하는(anti-tempering) 것으로 사용되는데, 그 이유는 식별자가 특정한 일련의 조건에 부닥친 후에만 활성화 되기 때문에, 식별자가 단일 유체에 담기거나 삼키지 않고 입안에서 유지될 때 장치가 부적절하게 활성화되는 것을 어렵게 만들거나 불가능하게 만든다.

또 다른 예는 식별자, 가령, 전극의 활성화 표면의 상이한 부분들에 침착되는 활성화 필름의 다중 패치이다. 예를 들면, 식별자 상의 배터리는 위장관의 상이한 부분에서 활성화되는 몇 가지 마이크로패턴 패취 필름에 의해 커버될 수 있는데, 이로써 식별자가 위장에 도달한 후에 시그널이 방출되고, 그 다음 식별자가 소장에 도달하면 다시 시그널이 방출되고, 다시, 결장에 식별자가 도달하면 시그널이 방출되는 방식이 된다. 이와 같은 형태로 동일한 식별자가 다단계 가령, GI 기관의 상이한 부분들을 통과할 때 감지될 수 있도록 한다.

복합 활성화의 또 다른 용도는 복합의 경우에 식별자를 감지하도록 하는 것인데, 예를 들면 환자가 특정 타입의 음식, 음료 또는 다른 약물과 함께 식별자를 복용하였을 때 감지되는 것이다. 이로써 의약으로 간주되지 않은 것들을 복용한 환자 또는 상호작용을 감지할 수 있도록 한다.

특정 구체예에서 또 다른 용도는 GI 기관의 상이한 상태에 따라 상이한 시그널을 전달하는 것이다. 식별자는 두 가지 별개의 전달 요소로 구성되어, 상이한 기전에 의해 활성화됨으로써, 식별자의 활성화에 추가하여, GI 기관의 상태에 대한 정보도 얻을 수 있을 것이다. 예를 들면 한 요소는 낮은 pH 상태에 의해 활성화되고, 다른 요소는 높은 pH 조건에 의해 활성화된다.

본 발명의 식별자는 캐리어가 복용시에 적절하게 분해되지 않는 경우 식별자의 기능을 잠재적으로 간섭하게 되는 캐리어 조성물과 연합될 수도 있다. 예를 들 면, 일반적인 겔 캡슐(가령, Capsugel, Peapack, NJ로 만들어진)은 장치의 물리적(가령, 온도) 및 화학적 환경에 상당히 의존적인 방식으로 수용액에 용해된다. 특정 조건의 복합시에 겔 잔유물은 부분적으로만 용해되어, 캡슐에 연합된 식별자의 표면상에는 용해 안된 또는 경직된 층 또는 잔유물이 남아있게 된다. 이와 같이 남아있는 잔유물은 장치의 활성화를 철저하게 방해하거나 시그널 강도를 감소시킨다. 식별자가 겔 캡슐 조성물 또는 유사 캐리어 구조와 연합하도록 되어 있는 경우, 특정 구체예에서 제어된 활성화 요소는 원하는 활성 시간 또는 화학적/물리적 환경에 도달하였을 때 장치가 겔 캡슐과 같은 캐리어에 있는 잔유물에 의해 방해를 받지 않도록 고안된 것이다. 잔유물이 장치의 기능을 방해하지 않도록 고안되는 한 가지 형태에는 장치 표면에 가용성 필름을 부착하는 것을 포함하는데, 부분적으로 용해된 겔 잔유물이 이 필름에 흡착된다. 복용시에 필름은 시간에 따른 또는 화학적 감응성 방식으로 용해되어 사라지게 되어, 겔이 없는 장치 표면만 남게 된다. 또 다른 방식에서, 흡수성 물질(가령, 분말 또는 과립 형)이 겔 캡슐에 추가되어 부분적으로 용해된 겔 잔유물이 분말 또는 과립에 흡착된다. 그 다음 분말이 장치로부터 떨어져 나간다. 실시예에는 전분, 설탕, 염 또는 단백질과 같은 임의 식용 분말 또는 과립을 포함할 수도 있다. 또 다른 형태에서, 겔 캡슐에 첨가된 물질은 습윤(가습)시에 상당히 팽창되어 겔 캡슐을 파열시키고, 장치를 방출하게 만든다. 예로는 붕해제(슈퍼붕해제로 불림) 및 용해보조제인 약학적 부형제와 같은 팽창 폴리머 패트릭스가 포함된다. 예를 들면 Ac-Di-Sol (FMC에서 제조) 및 카르복시메틸 셀롤로오즈 및 관련 화합물이 있다. 또 다른 구체예에서, 물질이 겔 캡슐에 추가되어 용 해시에 열이 발생되도록 한다. 겔 캡슐 용해는 열에 매우 민감하다. 특정 염은 물에서 발열 용해 반응을 한다. 이와 같은 염이 캡슐 또는 장치의 표면에 침착되면 습윤시 충분한 열이 생성되어 국소 체온을 몇 ℃ (가령, 0.1 내지 20℃, 예를 들면 1 내지 5℃를 포함하는 1 내지 10℃) 상승시킨다. 이들 염의 예로는 ZnC₂, BaCl₂, MgCl₂ 등이 있다. 또 다른 구체예에서(도 12에서 볼 수 있는 것과 같이), 스프링과 같은 성질을 가진 폴리머 물질(가령, 에틸 셀롤로오즈)의 스트립 또는 시트 120가 겔 캡슐 122 내부에 포함된다. 스트립은 접혀있거나 코일을 만들어, 물에 용해되는 폴리머(가령, 하이드록시프로필 셀롤로오즈)에 의해 양단부에서 압박되어 진다. 스트립의 내부에는 식별자 126가 있다. 습윤시(화살표로 표시됨), 물에 용해되는 폴리머 124가 용해되어 사라지면, 스트립 120 또는 시트가 겔 캡슐 122를 개방 파열시키고, 캡슐 밖으로 장치 126을 방출한다.

상기에서 설명한 것과 같은 필름 또는 층을 포함하는 제어된 활성화 효소에서 필름 또는 층은 장치 또는 이의 일부의 한 표면에만 있을 수 있거나(가령, 필름 또는 층은 여기에 존재하는 장치 또는 전극 요소의 활성 표면만을 덮고 있을 수 있거나) 장치의 모든 표면을 덮을 수 있어, 장치는 필름 또는 층에 포집되어 있게 된다. 특정 구체예에서, 식별자 장치가 화학적/물리적 환경 및/또는 시간에 반응하여 용해되는 폴리머 펠렛에 완전하게 포집된다. 생성된 펠렛은 겔 캡내부에 위치하거나 정제로 압착되어, 정제를 만들 때 사용되는 큰 압착력에 의한 손상으로부터 식별자를 보호하게 된다.

필름 배리어는 상기에서 식별자의 제어 활성을 제공함에 있어서 이들 기능에 대해 논의된 바 있다. 이들 기능에 추가로 또는 대안으로, 필름 배리어는 프로세싱 동안, 취급시, 병에 채워 넣는 동안 또는 보관하는 동안, 식별자에 물리적인 손상(가령, IC 또는 배터리 층에 손상)을 방지는 형태를 이룰 수 있다. 예를 들면, 특정 구체예에서, 장치에는 프로세싱 단계(가령, 배터리가 습윤되거나) 또는 보관(대기로부터 수분 흡수를 통하여) 동안 장치 성능의 활성화 또는 수명의 파괴를 방지하기 위한 필름을 포함한다. 예를 들면, 낮은 pH 용액에서만 용해되는 필름을 특정 경우에 이용하여 높은 pH의 수용성 환경에서 프로세싱 동안 장치를 보호할 수 있다. 특정 구체예에서, 장치와 장치의 접촉(가령, 다중 장치가 동일한 겔 캡슐 또는 병안에 위치하는 경우)을 방지하기 위해 존재한다.

또 다른 타입의 제어된 활성화 식별자는 신체로부터 식별자가 제거될 때에만 활성화되도록 만들어진 것이다. 예를 들면, 식별자가 GI 관을 통과하는 동안 영향을 받지 않고 고유 상태를 유지하는 배리어 층에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 식별자가 덮여있을 수도 있다. GI 관으로부터 식별자가 제거될 때, 배리어는 폐기물 제거 장치, 가령, 화장실에 있는 물과 접촉시에 용해될 수 있다. 가령, 배리어가 화장실 물에 존재하는 화학물질에 감응성이 있을 수 있다. 배리어가 파괴되면 물이 식별자를 활성화시켜 시그널을 방출하고, 시그널은 화장실에 연결된 센스에 의해 취합될 수 있다. 방해(tampering)를 방지하기 위해, GI 관에 의해 파괴될 수 있는 제 2의 제어된 활성화 요소가 포함될 수도 있는데, 제 2 요소가 GI관에 의해 파괴될 때에만 활성화되고, 제 1 배리어는 화장실 물에 의해서 파괴된다.

식별자는 건조된 전도성 매질 전구물질을 제공하기 위하여, 임의 통상의 프로세싱 기술 가령, MEMS 제조에 이용되는 것과 같은 평면 프로세싱 기술(planar processing technology)이 침전과 같은 침착 기술과 결합되어 이용될 수도 있다.

당해 제어된 활성화 배터리는 여러 가지 다른 방식으로 제조될 수 있다. 특정 구체예에서, "평면" 프로세싱 프로토콜로 분류되는 제조 프로토콜을 이용할 수도 있는데, 하기에서 더욱 상세하게 설명된 것이다.

배터리가 활성화된 후에, 시그널 생성 성분을 활성화시키기 위해 추가 활성 배열이 이용될 수도 있다. 예를 들면, 시그널 생성 성분이 CMOS 스위치와 같은 산화금속 반도체(MOS) 회로의 게이트 활성을 통하여 활성화될 수도 있다. MOS 회로 게이트의 활성화는 하나 또는 그 이상의 변수들에 근거하는데, 여기에는 게이트 전류, 게이트 전하 및 게이트 용량을 포함하나 이에 국한시키지는 않는다. 활성화를 목적으로, 게이트 전류는 주변 신체 유체 또는 조직의 전도성에 대한 함수가 될 수도 있다. 이와 같은 전도성은 하나 또는 그 이상의 변수들의 함수가 될 수도 있는데, 이들 변수에는 용액 농도, 용액 pH 값, 용액의 이온 함량, 용액의 효소 함량, 온도, 캐리어 이동성이 포함되나 이에 국한되지는 않는다. 유사하게, 게이트 전하는 하나 또는 그 이상의 변수들의 함수가 될 수 있는데, 예를 들면 용액 조성물, 결정 전위, 전기 전위, 중력 전위, 게이트 용량 및 캐리어 농도 등을 포함하나 이에 국한시키지는 않는다. 캐리어 농도는 온도에 대한 함수가 될 수도 있다. 게이트 용량은 게이트의 전도성 기하학(geometry)의 함수가 될 수 있는데, 이는 압력, 공진(resonant) 입력 또는 게이트에 결합된 유전체(dielectric material)의 특징에 대한 추가 함수가 될 수도 있다. 유전체의 특징은 하나 또는 그 이상의 변수들에 의해 변화될 수 있는데, 여기에는 소화관의 화학물질 함유량, 생리학적 위치의 화학적 특징 또는 신체 유체에 유전체 용해량 등을 포함하나 이에 국한시키지는 않는다.

시그널 생성 구성요소(Signal Generation Component)

상기 식별자 요소의 시그널 생성 구성요소는 제어되는 활성화 구성요소에 의해 활성화되면, 가령, 수신기(예를 들어, 아래에서 더 상세히 설명될 것과 같은 수신기)에 의해 수신될 수 있는 검출가능한 시그널을 발산하는 구조이다. 특정 실시예의 시그널 생성 구성요소는, 상기 활성화 구성요소에 의한 활성화가 이뤄지면, 검출가능한 시그널을 발생하거나, 변환된 브로드캐스트 파워를 변조하거나, 또는 둘 모두를 수행할 수 있는 임의의 편리한 장치일 수 있다. 검출가능한 관심 시그널의 예를 들자면, 전도 시그널(conductive signal), 또는 음향 시그널(acoustic signal) 등이 있으나 이에 한정시키지 않는다. 앞서 언급된 바와 같이, 시그널 생성기에 의해 발산되는 시그널은 범용 시그널, 또는 고유 시그널일 수 있으며, 관심 시그널의 대표적인 타입은 예를 들자면, 주파수 편이 코딩된 시그널, 진폭 변조 시그널, 주파수 변조 시그널 등이 있으나 이에 한정시키지 않는다.

특정 실시예에서, 상기 시그널 생성 요소는 시그널을 발생, 또는 생성하는 회로를 포함하며, 상기 회로는 추후 더 상세히 설명된다. 선택되는 회로의 타입은, 부분적으로, 또는 전적으로, 상기 식별자의 전원에 의해 공급되는 구동 전력에 따른다. 예를 들어, 구동 전력이 1.2볼트 이상인 경우, 표준 CMOS 회로가 사용될 수 있다. 구동 전력이 약 0.7 내지 약 1.2V인 또 다른 실시예의 경우, 문턱아래전압 회로(sub-threshold circuit) 디자인이 사용될 수 있다. 약 0.7V 이하의 구동 전력의 경우, 0-문턱전압 트랜지스터(zero-threshold transistor) 디자인이 사용될 수 있다.

특정 실시예에서, 시그널 생성 구성요소가 활성화 구성요소에 의한 활성화에 응답하여, 디지털 클럭 시그널을 생성할 수 있는 전압-제어형 오실레이터(VCO)를 포함한다. 상기 VCO는 디지털 회로에 의해 제어될 수 있다. 상기 디지털 회로는 하나의 어드레스를 할당받으며, 제어 전압(control voltage)을 이용하여, 상기 VCO를 제어할 수 있다. 이 디지털 제어 회로는 활성화 구성요소 및 오실레이터를 포함하는 하나의 칩 상에 내장될 수 있다. 상기 어드레스를 인코딩하기 위해 진폭 변조, 또는 위상 편이 키잉이 사용될 때, 식별 시그널(identifying signal)이 송신된다.

상기 시그널 생성 구성요소는 생성된 시그널을 원격 수신기로 송신하기 위한 기능을 수행하는 별도의 송신기 구성요소를 포함할 수 있으며, 상기 원격 수신기는 환자의 내부, 또는 외부에 위치할 수 있으며, 이에 대한 것은 이하에서 더 상세히 살펴본다. 송신기 구성요소는 제공될 때, 예를 들어, 생성되고, 발산될 시그널의 타입에 따라서, 복수 개의 서로 다른 구성을 취할 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 송신기 구성요소는 하나 이상의 전극으로 구성된다. 특정 실시예에서, 상기 송신기 구성요소는 하나 이상의 와이어(wire)로 구성되며, 상기 와이어는 예를 들어, 안테나의 형태를 갖는다. 특정 실시예에서, 상기 송신기 구성요소는 하나 이상의 코일로 구성된다. 마찬가지로, 시그널 송신기는, 예를 들어, 전극, 안테나(가령, 와이 어의 형태의 안테나), 코일 등의 여러 다른 다양한 송신기를 포함한다. 특정 실시예에서, 상기 시그널은 하나, 또는 두 개의 전극에 의해, 또는 하나, 또는 두 개의 와이어에 의해 송신된다. 2-전극 송신기는 다이폴(dipole)을, 1-전극 송신기는 모노폴(monopole)을 형성한다. 특정 실시예에서, 상기 송신기는 1회 다이오드 강하 전력만 필요로 한다. 일부 실시예에서, 상기 송신기 유닛은 시그널을 송신하기 위해, 전기적 다이폴, 또는 전기적 모노폴 안테나를 사용한다.

도 9는 본 발명에 따르는 식별자에서 사용될 수 있는 전자 회로의 하나의 구현예의 세부사항을 나타낸다. 좌측에는 2개의 배터리 전극, 즉, 금속 1 및 금속 2(32 및 33)가 위치한다. 이들 금속들은 (앞서 언급된 바와 같이, 표적 부위의 유체와 접촉 후에, 홀로, 또는 건조된 전도성 매질 전구물질와 조합되어, 생성되는) 전해질과 접촉할 때, 오실레이터(61)로 전력을 공급하는 배터리를 형성한다. 상기 금속 1(32)은 오실레이터(61)에게 저전압(접지)을 제공한다. 금속 2(33)는 오실레이터(61)에게 고전압(V_high)을 제공한다. 상기 오실레이터(61)가 동작가능하게 됨에 따라, 클럭 시그널(62) 및 반전된 클럭 시그널(63)을 생성하는데, 이들 클럭 시그널들은 서로 반대이다. 이들 2개의 클럭 시그널은 카운터(64)로 제공되며, 상기 카운터(64)는 클럭 사이클의 횟수를 단순히 카운트하고, 복수 개의 레지스터에 총 계(count)를 저장한다. 이 예시에서, 8비트 카운터가 사용된다. 따라서 카운터(64)의 출력은 "00000000"의 값으로 시작하여, 제 1 클럭 사이틀에서 "00000001"로 변하고, "11111111"이 될 때까지 계속된다. 상기 카운터(64)의 8-비트 출력은 어드레 스 멀티플렉서(mux)(65)의 입력으로 연결된다. 하나의 실시예에서, mux(65)는 회로 내에 하드-와이어링될 수 있는 어드레스 인터프리터(address interpreter)를 포함하며, 오실레이터(61)를 제어하기 위한 제어 전압을 생성한다. mux(65)는 카운터(64)의 출력을 사용하여, 상기 어드레스를 직렬 비트 스트림으로 다시 생성할 수 있다. 상기 직렬 비트 스트림은 시그널 송신 구동 회로(signal transmission driving circuit)로 유입된다. 또한, mux(65)는 시그널 송신의 듀티-사이클을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 하나의 실시예에서, mux(65)는 카운터(64)에 의해 생성되는 클럭 카운트를 이용하여, 시간의 단지 16분의 1 동안만 시그널 송신을 활성화시킨다. 이러한 낮은 듀티-사이클에 의해, 전력이 보존되며, 또한 그 밖의 다른 장치가 그들의 시그널을 방해(jamming)하지 않고 시그널을 송신할 수 있다. 주어진 칩의 어드레스는 8비트, 또는 16비트, 또는 32비트일 수 있다. 통상적으로, 너무 많은 다른 타입의 약제가 존재하기 때문에 제품에서는 8비트 이상이 사용될 것이다. 각각의 약제는 자신 고유의 특정 어드레스를 가질 것이다.

또한, 본 발명은, 적합한 경우, 각각의 약제 묶음(pharmaceutical batch)에 묶음 특정 어드레스(batch specific address)가 제공될 수 있게 한다. 이는 약이 어디서 만들어졌으며, 언제 만들어졌고, 어떤 묶음에서 만들어졌는지에 대한 식별을 가능하게 한다. 일부 경우에서, 각각의 약은 고유의 식별자를 가질 것이다. 이는 특히, 약이 도난당하거나, 불법적으로 사용되기 쉬워서, 추적될 필요가 있을 때, 또는 오염 문제가 발생할 수 있을 경우, 유용할 것이다.

하나의 실시예에 따라서, mux(65)는 제어 전압을 발생하며, 상기 제어 전압 은 어드레스를 연속으로(serially) 인코딩하며, 오실레이터(61)의 출력 주파수를 변화시키기 위해 사용된다. 예를 들어, 제어 전압이 로우(low)일 때, 즉, 직렬 어드레스 비트는 0이며, 오실레이터에 의해 1메가헤르츠 시그널이 발생된다. 제어 전압이 하이(high)일 때, 즉, 어드레스 비트가 1일 때, 오실레이터에 의해 2메가헤르츠 시그널이 발생된다. 또는, 이는 10메가헤르츠와 20메가헤르츠일 수 있으며, 또는 장치가 위상을 변조하는 것으로 국한되는 위상 편이 키잉 접근법이 될 수 있다. mux(65)의 목적은 오실레이터, 또는 진동(oscillation)의 증폭된 시그널에 대한 AC 대안 실시예의 주파수를 제어하는 것이다.

상기 mux(65)의 출력은 전극 드라이브(66)로 연결되며, 상기 전극 드라이브(66)는 용액에 서로 다른 전위를 가하도록 전극을 구동하거나, 또는 코일을 통과하는 진동 전류를 구동하여 자성 시그널을 생성하거나, 또는 단일 전극을 구동하여 상기 용액으로 전하를 넣거나, 상기 용액으로부터 전하를 뺄 수 있다.

이러한 방식으로, 본 발명의 장치는 상기 mux(65)에 저장되는 어드레스를 구성하는 0과 1의 시퀀스를 브로드캐스팅한다. 상기 어드레스는 반복적으로 브로드캐스팅될 수 있으며, 금속 1, 또는 금속 2(32 및 33)가 소모되어, 용액에서 용해될 때까지, 즉, 배터리가 더 이상 동작하지 않을 때까지 계속 브로드캐스팅될 것이다.

시그널 생성 구성요소에 대한 그 밖의 다른 구성이 물론 가능하다. 그 밖의 다른 관심 구성들의 제한받지 않는 예를 들자면, 함께 출원된 PCT 출원 PCT/US2006/016370에서 설명되어 있는 구성이 있다. 상기 출원은 본원에서 참조 문헌으로 인용된다.

추가 구성요소

특정 실시예에 따라, 식별자는 여러 다른 추가적인 구성요소를 포함할 수 있다. 일부 관심 구성요소의 제한받지 않는 예가 이하에서 설명된다.

비활성화 구성요소(Deactivation component)

필요한 경우, 상기 식별자는 또한, 의도적으로 사용되고 있지 않을 때, 예를 들어, 연계되는 조성물이 복용되지 않을 때, 자신을 불능화시키는 비활성화 수단을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 식별자는, 누군가가 자신을 복용하는 방식 외의 다른 방식으로 전원을 키려고 시도하는 경우, 비활성화되어 어떠한 시그널도 송신될 수 없도록, 자신을 비활성화시키는 비활성화 수단을 포함한다. 관심 비활성화 수단은, 광에 노출되면 식별자의 하나의 구성요소(예를 들면, 메모리)를 파괴하는 광-감응성 막(light-sensitive film)과, 광-감응성 배터리 물질(light-sensitive battery material)(가령, 광에 노출되는 경우 붕괴, 또는 파괴되는 물질)과, 산소, 공기, 수분 등에 민감하고, 이것들로의 노출에 반응하여 비활성화되는 구성요소를 포함하는 식별자 중 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 상기 식별자의 비활성화는 자취(trace)를 개방하는 것, 자취를 단축시키는 것, 배터리 전압을 감소시키는 것 등을 포함할 수 있다.

전력 강화기(Power Enhancer)

활성기가, 생리학적 표적 부위와 접촉하면 켜지는 전원인 경우, 특정 실시예에서, 배터리 등의 전원의 전압 출력을 보강하거나, 승압시키기 위한 회로, 예를 들어, 전하 펌핑 회로, 전하 더블러(charge doubler) 등이 제공된다. 이러한 전압 강화 요소는 약 2배, 또는 그 이상(가령 약 5배 이상)만큼 전압 출력을 강화할 수 있다.

전력 저장소(Power Storage)

특정 실시예에서, 상기 활성화 구성요소는 전력 저장 요소를 포함한다. 예를 들어, 듀티 사이클 구성이 사용될 수 있다. 가령, 배터리로부터의 느리게 생산되는 에너지는 전력 저장 요소, 예를 들어, 커패시터에 저장된다. 그 후, 상기 전력 저장 요소가 시그널 생성 구성요소로 제공되는 폭발적인 전력을 제공한다. 특정 실시예에서, 상기 활성화 구성요소는 타이밍 요소(timing element)를 포함하며, 상기 타이밍 요소는 시그널 생성 요소로 전력을 전달하는 것을 변조, 예를 들어, 지연시켜서, 거의 동시에 투여된 서로 다른 조성물(예를 들어 환제)로부터의 시그널이 서로 다른 시점에서 발생되도록, 따라서 구별가능해지도록 할 수 있다.

추가 특징(Additional Features)

특정 실시예에서, 조성물은 다음의 특징들 중 하나 이상을 갖는 것을 특징으로 한다. 특정 실시예에서, 조성물은 인체 자체가 전도성 매체로서 사용되는 통신의 전도성 근거리장 모드(conductive near-field mode)를 사용하는 식별자를 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 조성물은 회로를 포함하며, (앞서 언급된 바와 같이) 상기 조성물이 붕괴되어, 상기 회로가 상기 조성물로부터 해방될 때, 임의의 방식으로 인체와 직접 접촉하게 되고, 캡슐화된 상태, 또는 보호받는 상태로 유지되지 않는다. 이러한 실시예에서, 시그널은 자성 시그널이나 고주파수(RF) 시그널이 아니다. 특정 실시예에서, 본 발명의 시스템은 인체와 안정적으로 연계되는 수 신기를 포함한다. 상기 수신기는, 예를 들어, 데이터를 수집하기 위한 인체와 안정적으로 연계되지 않는 외부 장치가 사용되는 시스템과 본 발명의 시스템이 구별되기 위해, 이식되거나, 외부 위치에 국소적으로 적용된다. 특정 실시예에서, 조성물은 카메라, 또는 그 밖의 다른 시각화, 또는 이미징 요소(또는 이들의 구성요소, 예를 들면, CCD 요소, 조명 요소 등) 등의 이미징 시스템을 포함하지 않는다. 특정 실시예에서, 상기 조성물은, 생리학적 표적 부위와의 접촉 여부를 검출하는 활성기 외에, 생리학적 매개변수를 감지하기 위한 감지 요소 등의 감지 요소(sensing element)를 포함하지 않는다. 특정 실시예에서, 상기 조성물은 추진 요소(propulsion element)를 포함하지 않는다. 특정 실시예에서, 상기 조성물은 유체 회복 요소(fluid retrieval element) 등의 샘플링 요소를 포함하지 않는다. 특정 실시예에서, 조성물은 구동가능한 활성제 전달 요소를 포함하지 않는데, 예를 들어 상기 구동가능한 활성제 전달 요소로는, 활성제를 방출할 수 있도록 하는 시그널이 수신될 때까지, 상기 조성물로 활성제를 보유하는 요소가 있다.

활성 물질 성분

본 조성물의 특정 구체예에는 활성 물질 성분이 포함된다. "활성 물질(Active agent)"는 살아있는 유기체 예를 들면, 사람과 같은 포유류와 접촉시에 유익한 또는 유용한 생리학적 결과를 낳을 수 있는 임의 화합물 또는 화합물의 혼합물이 포함된다. 활성 성분들은 비이클, 캐리어, 희석제, 윤활제, 결합제 및 다른 조제물 보조제 및 포집 또는 보호 성분과 같은 성분들과는 구별된다. 활성 물질은 살아있는 개체에 생물학적 공정을 조절할 수 있는 임의 분자 및 이의 결합 부분 또 는 이의 단편이 될 수도 있다. 특정 구체예에서, 활성 성분은 질병의 진단, 치료 또는 예방 또는 의약 성분으로 이용되는 물질이 될 수 있다. 특정 구체예에서, 활성 물질은 중추 신경계에 영향을 주거나 거동의 변화에 원인이 되게 하는 마취 또는 환각제와 같은 화학물질이 될 수도 있다. 관심 대상인 활성 물질에는 PCT 출원PCT/US2006/016370에서 언급된 것들이 포함될 수 있다; 이 내용을 참고문헌으로 첨부한다. 관심 대상인 활성 물질의 광범위한 범주에는 다음이 포함되나 이에 국한시키지는 않는다: 심장혈관제; 통증-완화제 예를 들면, 진통제, 마취제, 소염제 등; 신경 작용체; 화학요법제(항-신형성제) 등. 조성물의 활성 성분은 일반적으로 약학적으로 수용 가능한 비이클 또는 캐리어 예를 들면, 하기에서 설명하는 것들에 포함된다. 특정 구체예에서, 활성 물질은 활성 화합물 중량의 약 0.1 중량% 내지 약 90 중량%, 예를 들면, 약 1 중량% 내지 약 30 중량%가 될 수 있다.

약학적으로 수용 가능한 캐리어

필요한 경우, 본 발명의 조성물에는 약학적으로 수용 가능한 비이클(가령, 캐리어)가 포함된다. 통상의 캐리어 및 부형제 예를 들면, 옥수수 전분 또는 젤라틴락토즈, 덱스트로즈, 슈크로즈, 미소결정 셀롤로오즈, 카올린, 만니톨, 이인산칼슘, 염화나트륨 및 알긴산이 중요하다. 발명의 조제물에 통상적으로 이용되는 붕해제에는 크로스카르멜로즈, 미소결정 셀롤로오즈, 옥수수 전분, 전분 나트륨 글리콜레이트 및 알긴산이 포함된다.

액체 조성물은 적절한 액체 캐리어 예를 들면, 에탄올, 글리세린, 솔비톨, 비-수용성 용매, 예를 들면, 폴리에틸렌 글리콜, 오일 또는 물에 현탁제, 보존제, 계면활성제, 습윤제, 향료 또는 발색제와 함께 화합물의 현탁액 또는 용액 또는 약학적으로 수용 가능한 염으로 구성된다. 대안으로, 액상 조제물은 재구성가능한 분말로 준비될 수 있다. 예를 들면, 활성 화합물, 현탁제, 슈크로즈 및 감미제를 포함하는 분말을 물로 재구성하여 현탁액을 만들 수도 있고; 활성 성분, 슈크로즈 및 감미제를 포함하는 분말로부터 시럽을 만들 수도 있다.

정제 또는 환제의 형태로 만든 조성물은 고체 조성물을 준비하는데 통상적으로 이용되는 적절한 임의 약학 캐리어를 이용하여 만들 수도 있다. 이와 같은 캐리어의 예로는 스테아레이트 마그네슘, 전분, 락토즈, 슈크로즈, 미소결정 셀롤로오즈 및 결합제 가령, 폴리비닐피롤리돈을 포함한다. 정제에는 칼러 필름 코팅 또는 캐리어에 일부로 포함된 컬러가 제공될 수도 있다. 추가로, 활성 화합물은 친수성 또는 소수성 매트릭스로 구성된 정제로 만들어 방출이 제어된 약형으로 만들 수도 있다.

"제어된 방출(Controlled release)", "지연 방출(sustained release)" 및 이와 유사한 용어들은 주사 또는 사용시에 활성 성분이 갑자기 분배되기 보다는 운반 비이클로부터 일정시간을 두고 확실하게 그리고 제어된 속도로 방출이 일어나는 활성 성분 운반 형태를 말하는 것이다. 제어된 또는 지연 방출은 수시간, 수일 또는 몇 개월까지 연장될 수 있으며, 여러 변수에 따른 함수로써 변화될 수도 있다. 본 발명의 약학 조성물의 경우에, 방출 속도는 선택된 부형제의 타입 및 조성물에서 부형제의 농도에 따라 달라질 것이다. 방출 속도의 또 다른 결정인자는 폴리오르소에스테르의 단위 내에 그리고 단위간에 연결기(linkages)의 가수분해 속도이다. 다 시, 가수분해 속도는 폴리오르소에스테르 조성물 및 폴리오르소에스테르에 있는 가수분해가능한 결합의 수에 따라 조절될 수도 있을 것이다. 본 발명의 약학 조성물로부터 활성 성분의 방출 속도를 결정하는 다른 요인들에는 입자 크기, 매질의 산성도(매트릭스의 내부 또는 외부), 매트릭스내 활성 성분의 물리적 그리고 화학적 성질 등이 포함된다.

이와 같이, 활성 약학 성분은 임의 제어된 방출 구조(가령, 위장보유[gastroretentive] 조제물, 장내 조제물, 시간이 정해진[timed-release] 방출 조제물, 결장 조제물)등이 포함된다. 따라서, 식별자는 활성 성분이 방출되는 것과 동시에 활성화된다. 또한, 하나 이상의 식별자가 방출 조절 구조에 결합될 수 있는데, 예를 들면, 두 가지 식별자, 이중 하나는 방출 조절 시작시에 활성화되고, 두 번째는 방출 조절 중간 또는 끝날 때 활성화된다.

캡슐 형태의 조성물은 일상적인 포집(encapsulation) 과정 예를 들면 경질 젤라틴 캡슐내로 활성 화합물 및 부형제를 결합시키는 과정을 이용하여 준비될 수 있다. 대안으로, 활성 화합물과 고분자량 폴리에틸렌 글리콜의 반-고형 매트릭스를 준비하고, 이를 경질 젤라틴 캡슐에 채워넣거나; 또는 폴리에틸렌 글리콜에 활성 화합물 용액 또는 식용 오일에 현탁액 가령, 액상 파라핀 또는 분절화된 코코넛 오일과 같은 형태로 만든 후 연질 젤라틴 캡슐에 채울 수 있을 것이다.

포함될 수 있는 정제 결합제에는 아카시아, 메틸셀롤로오즈, 카르복시메틸셀롤로오즈 나트륨, 폴리비닐피롤리돈 (Povidone), 하이드록시프로필 메틸-셀롤로오즈, 슈크로즈, 전분 및 에틸셀롤로오즈 등이 포함된다. 이용될 수 있는 윤활제에는 스테아레이트 마그네슘 또는 다른 금속 스테아레이트, 스테아린 산, 실리콘 유체, 왁스, 오일 및 콜로이드성 실리카 등이 포함된다.

페퍼민트, 노루발풀 오일, 체리 향료 또는 이와 유사한 것들도 이용될 수 있다. 추가로, 외관상 좀 더 끌리는 약형을 만들거나 생성물을 구별하는데 도움이 될 수 있도록 약형을 만들기 위해 발색제를 추가하는 것이 바람직할 수도 있다.

본 발명의 조제물에 이용될 수 있는 다른 적절한 성분들은 Remington's Pharmaceutical Sciences, Mace Publishing Company, Philadelphia, Pa., 17th ed. (1985)에 설명되어 있다.

식별자 제조

본 발명의 특정 구체예에서, 식별자 요소에는 반도체 서포트 성분이 포함될 수 있다. 다양한 임의 프로토콜을 이용하여 식별자 구조 및 이의 성분들을 제조할 수 있을 것이다. 예를 들면, 표면 미세가공 기술(surface micromachining)과 벌크 미세가공(bulk micromachining) 기술을 포함하는 미세-전자-기계 시스템(Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS)) 제작 기술과 같은 몰딩(molding), 증착(deposition), 및 재료 소거(material removal), 예컨대 평면 가공(planar processing) 기술을 사용할 수 있다. 구조물을 제작하는 하나의 구체예에서 사용할 수 있는 증착 기술에는 전기도금(electroplating), 음극 아크 증착(cathodic arc deposition), 플라스마 용사(plasma spray), 스퍼터링(sputtering), 전자빔 증착(e-beam evaporation), 물리 기상 증착(physical vapor deposition), 화학 기상 증착(chemical vapor deposition), 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition) 등이 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 재료 소거 기술에는 반응성 이온 식각(reactive ion etching), 비등방성 화학 식각(anisotropic chemical etching), 등방성 화학 식각(isotropic chemical etching), 평탄화(planarization), 예들 들면, 화학적 기계 연마(chemical mechanical polishing), 레이저 절삭(laser ablation), 방전 가공(electronic discharge machining (EDM))을 통한 평탄화 등이 포함되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 리소그래피법이 관심의 대상이다. 하나의 구체예에서 평면 가공법의 이용에 관심이 있는데, 평면 가공법에서는 기판에 적용되는 다양한 재료 소거법 및 증착법을 순차적으로 사용하여 표면 또는 초기에 평탄한 기판의 표면에서 구조물을 형성 및/또는 제거한다. 관심사인 예시적 제작 방법이, PCT 출원 PCT/US2006/16370호 (제목: "의약-정보학 시스템(Pharma-lnformatics System)", 2006년 4월 28일 출원, 공개 번호 WO 2006/116718)에 상세히 기재되어 있다; 상기 출원의 명세서는 본 출원서에 참고문헌으로 첨부된다.

조성물 제조 방법

여러 가지의 제조 프로토콜이 본 발명에 따른 조성물을 제조하기 위하여 사용될 수 있다. 대상 조성물을 제조함에 있어서, 시그널 생성 요소는 캐리어 조성물, 예를 들면 약학 투약 조성물과 어느 정도 안정하게 결합된다. 안정하게 결합됨은 시그널 생성 요소 및 투약 형태가 투약이 필요한 대상에게 예를 들어 복용에 의해 투여될 때까지 적어도 서로 분리되지 않음을 의미한다. 시그널 생성 요소는 무수한 다른 방법으로 조성물의 약학 캐리어/활성제 구성요소와 안정하게 결합될 수 있다. 특정한 실시예에서, 캐리어/활성제 구성요소가 예를 들어 정제 또는 환제와 같은 고체 구조인 경우, 캐리어/활성제 구성요소는 시그널 생성 요소를 위한 구멍(cavity)을 제공하도록 제조된다. 그 다음에 시그널 생성 요소를 구멍에 넣고, 구멍을 예를 들면 생체 적합한 물질로 밀봉하여 최종 조성물을 만든다. 예를 들면, 특정한 실시예에서, 정제는 주형(die)을 사용하여 제조되며, 주형은 생성된 압축 정제에 구멍을 만드는 특징을 포함한다. 시그널 생성 요소를 구멍에 넣고, 구멍을 밀봉하여 최종 정제를 만든다. 이러한 실시예의 변형으로, 정제는 제거가능한 요소로 예를 들면 막대(rod) 모양으로 또는 다른 편리한 모양으로 압축된다. 그 다음에 제거가능한 요소는 정제에 구멍을 만들기 위해 제거된다. 시그널 생성 요소를 구멍에 넣고, 구멍을 밀봉하여 최종 정제를 만든다. 이러한 실시예의 또 다른 변형으로, 구멍이 없는 정제가 먼저 만들어진 다음에 구멍은 예를 들면 레이저 드릴링에 의해 정제에 만들어진다. 시그널 생성 요소를 구멍에 넣고, 구멍을 밀봉하여 최종 정제를 만든다. 다른 정제 실시예에서, 개면 약학 캐리어/활성제 정제 형태(예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같음)가 사용되며, 여기서 활성제/캐리어는 먼저 원형 개구(circular opening)를 포함하는 환형 정제 형태로 제조된다. 예를 들면, 도 11에 도시된 실시예에서, 2개의 열린 환상 형태의 약학 조성물(111 및 113)이 예를 들어 프레싱 또는 다른 편리한 제조 프로토콜에 의해 제조된다. 또한, 식별자(115)도 도시된다. 환상 정제(111 및 113)를 제조한 다음에, 식별자는 도시된 바와 같이 개구에 배치된다. 그 다음에 남아있는 개구들(117 및 119)이 상기 기술된 활성 필름(도시되지 않음)으로 채워지거나 덮인다. 또 다른 실시예에서, 정제는 시그널 생 성 요소와 정제의 보조부(subpart)를 조합함으로써 제조되며, 여기서 보조부는 미리 만들어진 보조부일 수 있거나 또는 연속적으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 특정 실시예에서, 먼저 정제의 하부 절반을 만들고, 시그널 생성 요소를 정제의 하부 절반의 위치에 넣은 다음, 최종 원하는 조성물을 만들기 위하여 하부 절반과 시그널 생성 요소 위에 정제의 상부를 놓음으로써 정제가 만들어진다. 특정한 실시예에서, 정제는 시그널 생성 요소 둘레에 만들어져서 그 결과 시그널 생성 요소는 제조된 정제 안쪽에 위치해 있다. 예를 들면, 생체 적합한 유동 물질, 예를 들어, 젤라틴(시그널 생성 요소를 보호함)에 캡슐화될 수 있거나 캡슐화될 수 없는 시그널 생성 요소는 캐리어/활성제 전구물질, 예를 들면, 분말과 조합되고 그리고 정제로 압축되거나 몰드되어 시그널 생성 요소가 정제의 내부 장소에 위치해 있다. 특정한 실시예에서, 몰딩(molding) 또는 압축 대신에 캐리어/활성제 구성요소가 시그널 생성 요소 위에 분무되어 정제 구조로 만든다. 또 다른 실시예에서, 활성제/캐리어 성분 전구물질은 액체 배합물(liquid formulation)일 수 있으며, 액체 배합물은 시그널 생성 요소와 조합한 다음에 응고되어 최종 조성물을 만든다. 또 다른 실시예에서, 미리 만들어진 정제는 시그널 생성 요소를 정제에 안정하게 부착시킴으로써 시그널 생성 요소와 고정될 수 있다. 정제의 성질, 예를 들면 용해도 등을 변화시키지 않는 프로토콜에 관심이 있다. 예를 들면, 특정 실시예에서 스냅이 정제의 한쪽 끝부분에 적합하고 정제와 통합된 칩을 갖는 젤라틴 요소를 사용한다. 특정 실시예에서, 젤라틴 요소는 시그널 생성 요소와 고정되었던 정제를 쉽게 확인하기 위해 착색된다. 조성물이 예를 들면, 젤라틴 캡슐 채움 형태와 같은 활성제/캐리어 조성물 채움 캡슐 형태를 갖는 경우, 시그널 생성 요소는 캡슐 구성요소, 예를 들면 상부 또는 하부 캡슐, 및 활성제/캐리어 조성물로 채워진 캡슐과 통합되어 최종 조성물을 만든다. 상기 검토된 제조 방법은 단지 본 발명의 조성물이 제조될 수 있는 다양한 다른 방법들의 예증이 된다.

시스템

본 발명의 주 조성물을 포함하는 시스템이 제공된다. 본 발명의 시스템은, 특정 실시예에서, 하나 이상의 제어된 활성화 식별자와, 예를 들어 위에서 검토한 바와 같은, 수신기 형태의 시그널 검출 요소를 포함한다. 시그널 검출 요소는, 예를 들면 위에서 검토한 바와 같은, 조성물의 시그널 생성 요소에 의해 발생된 시그널의 속성에 따라 현저하게 변화될 수 있다.

특정한 실시예에서, 시그널 검출 요소는 삽입 가능한 요소다. 삽입 가능한 요소란 시그널 검출 요소가 예를 들면, 반-영구적인 또는 영구적인 주성분(basis) 상의 주 조성물에 삽입되도록 디자인되는 것 즉, 구성되는 것을 의미한다. 이러한 실시예에서, 시그널 검출 요소는 사용 중에, in vivo(생체 내) 상태이다. 다른 실시예에서는, 시그널 검출 요소가 ex vivo(생체 외) 상태이며, 이는 검출 요소가 사용 중에 신체의 밖에 존재한다는 것을 의미한다. 이러한 실시예 중 일부에서, 위에 상세히 설명한 바와 같이, 분리되거나 통합되어 ex vivo 검출 요소가, 예를 들면 검출기(detector)의 시그널 생성 요소로부터 검출된 시그널에 근거하여 조성물의 투약량을 조제하기 위한, 투약 조제 요소일 수 있다. 이러한 특성물(feature)은, 예를 들면 이전 투약량의 복용에 관한 입력(input)에 근거하여 후속 투약량을 관리 하는 폐쇄 루프 관리 시스템을 제공하기 위해 삽입 가능한 검출 요소에 존재할 수 있다.

위에서 검토한 바와 같이, 특정 실시예에서, 조성물의 시그널 생성 요소는 대상 신체 부위에 접촉 시 활성화된다. 이러한 실시예의 일부에서, 시그널 검출 요소가 시그널 생성 요소로부터 시그널을 검출할 때 활성화된다. 이러한 실시예의 일부에서, 조성물은 간헐적인 시그널을 발생한다. 이러한 실시예의 일부에서, 검출 요소는 여러 조성물을 동시에 검출할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 시그널 수신기가 PCT 출원 PCT/US2006/16370호 (제목: "의약-정보학 시스템(Pharma-lnformatics System)", 2006년 4월 28일 출원, 공개 번호 WO 2006/116718) 및, 가출원 60/887,780호(제목: "의약-정보학 시스템용 시그널 수신기(Signal Receivers for Pharma- Informatics Systems)", 2007년 2월 1일 출원), 가출원 60/949223호(제목:"Ingestible Event Marker", 2007년 7월 11일 출원), 그리고 가출원 60/956,694호(제목: "개인용 헬스 시그널 수신기(Personal Health Signal Receivers)", 2007년 8월 18일 출원)에 추가로 설명된다. 이 문헌은 이 명세서에 참조문헌으로 포함된다.

특정 실시예에서, 시그널 검출 요소가 도 10의 시스템에 도시된 바와 같은 심장 모니터 요소를 포함한다. 도 10은 본 발명의 환제/캡슐 형 실시예의 예시를 도식적으로 나타낸다. 여기서, 조성물은 환제나 캡슐 형태의 경구 복용 가능한 약학 제법(formulation)으로 구성된다. 조성물(14)을 복용한 환자(10)의 위(12)가 도시된다. 이러한 "스마트 환제"가 입(16)에서 환자의 위 내부(18)로 이동하는 것을 도시한다. 위에 도달 시, 환제/캡슐은 위의 기계적 움직임과 위액(예, 염산 및 그 외의 소화액) 내의 다양한 화학 물질을 경험한다. 또한, 도 10은 삽입된 심장혈관 장치인 "캔(can)"(8)과 리드(lead, 6)를 도시한다. 이러한 요소는 환제(14)로부터 방출된 시그널을 모니터 및 검출하는데 사용된다. 모니터 장치가 마찬가지로 다른 위치에(가령, 심장 또는 위에 인접한 허리의 피하에) 배치될 수 있다. 구체적인 응용예에서 배치 방법이 제안될 것이다.

방법

본 발명의 제어된 활성화 식별자는 약물 운반, 진단 및 모니터링을 포함하는 다양한 부분에 사용될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 약학적으로 활성 성분을 포함하는 조성물에 식별자를 이용하는 방법에서 본 발명의 조성물의 효과량을 조성물에 존재하는 활성 성분을 필요로 하는 개체에 투여하는데, 이때 "효과량(effective amount)"은 원하는 결과 예를 들면, 질병 상태의 개선 또는 이와 연관된 징후의 개선, 원하는 생리학적 변화의 수행 등을 얻기 위한 충분한 약량을 의미한다. 투여되는 양은 치료요법적 효과량을 말한다. "치료요법적 효과량(therapeutically effective amount)"은 질병 치료를 위해 개체에 투여될 때 질병을 효과적으로 치료하는데 충분한 양을 의미한다.

조성물은 원하는 결과를 얻기 위한 통상적인 임의 수단을 이용하여 개체에 투여될 수 있는데, 이때 투여 경로는 상기에서 언급된 바와 같이, 조성물의 특정 포맷에 어느 정도 달라진다. 상기에서 언급된 바와 같이 조성물은 치료요법적으로 투여하기 위한 다양한 형태의 조제물로 만들어질 수 있는데, 고체, 반-고체, 액체 가령, 정제, 캡슐, 분말, 과립, 연고, 용액, 좌약 및 주사액을 포함하나 이에 국한시키지 않는다. 이와 같이 조성물의 투여는 다양한 방식으로 이루어질 수 있는데, 경구, 볼, 직장, 장관외, 복막, 피내, 경피, 기관내 등의 투여를 포함하나 이에 국한시키지는 않는다. 약학적 투약형에서, 주어진 조성물은 단독으로 또는 다른 약학적으로 활성 화합물과 복합되어 투여될 수 있는데, 예를 들면, 조성물에 안정적으로 결합된 시그널 생성 요소들을 가진 조성물이 될 수도 있다.

본 방법은 질병 상태를 포함하는 다양한 질환을 치료하는데 이용될 수 있다. 본 조성물에 의해 치료가능한 특정 질환 상태는 조성물에 존재할 수 있는 활성 물질의 타입에 따라 다양할 수 있다. 따라서, 질병 상태에는 심혈관 질환, 세포 증식성 질환 가령, 신형성 질환, 자가면역 질환, 호르몬 이상 질환, 감염성 질환, 통증 관리 및 이와 유사한 것들이 포함되나 이에 국한시키지는 않는다.

치료는 개체에 영향을 주는 질병과 연합된 증상의 경감을 의미하고, 경감은 치료될 병인적 상태와 연관된 증상과 같은 변수의 크기를 최소한 감소시키는 것을 의미하는 광범위한 의미로 이용된다. 이와 같이, 치료에는 병인적 상태 또는 이와 연합된 최소한의 증후가 완전히 저해되는 가령, 발생의 예방 또는 중단과 같은 상황을 포함하여, 개체가 더 이상 병인적 상태로 힘들어하거나 최소한 병인적 상태를 특징적으로 가지는 증후로 힘들어하지 않도록 한다. 따라서, 질병의 "치료하는(treating)" 또는 "치료(treatment)"에는 질병에 걸리기 쉬우나 아직 질병의 증상이 나타나지 않았거나 경험하지 않은 동물에서 질병의 방지(예방적 치료), 질병을 저해(질병 진행을 지연 또는 억제), 질병의 부작용 또는 증후로부터 완화(완화 치료) 그리고 질병의 제거(질병의 재발하게 하는) 등이 포함된다. 본 발명의 목적에서, "질병"에는 통증도 포함된다.

다양한 개체들이 본 발명에 따라 치료될 수 있다. 이와 같은 개체는 일반적으로 "포유동물(mammal)" 또는 "포유류(mammalian)"로, 이들 용어는 포유류 클래스내에 유기체를 광범위하게 설명하는데 이용되며, 육식 동물(가령, 개와 고양이), 설치류(가령, 생쥐, 기니아피그 및 들쥐), 그리고 영장류(가령, 사람, 침팬지 및 원숭이)와 같은 분류 목(order)을 포함한다. 대표적인 구체예에서 개체는 사람일 수 있다.

특정 구체예에서, 상기에서 설명하는 방법은 상당 시간 동안 예를 들면, 1 주 또는 그 이상, 1달 또는 그 이상, 6개월 또는 그 이상, 1년 또는 그 이상, 2년 또는 그 이상, 5년 또는 그 이상의 기간 동안 질병 상태를 관리하는 방법이다. 해당 방법은 하나 또는 그 이상의 추가 질병 관리 프로토콜 가령, 패이싱(pacing) 프로토콜, 심장 재동기화(cardiac resynchronization) 프로토콜과 같은 심혈관 질환 관리; 다양한 질병 상태에 대해 다이어트 및/또는 운동 처방과 같은 라이프스타일 관리와 연합되어 이용될 수도 있다.

특정 구체예에서, 이와 같은 방법들에는 조성물로부터 수득할 수 있는 데이터에 근거한 치료요법적 섭생 조절이 포함된다. 예를 들면, 처방된 치료 섭생에 대하여 환자의 순응에 대한 정보를 포함하는 데이터를 수득할 수도 있다. 하나 또는 그 이상의 센스 가령, 상기에서 설명하는 센스 장치를 이용하여 수득된 추가 생리학적 데이터 유무하에, 이와 같은 데이터들은 원하는 경우 주어진 처리 섭생이 유 지되어야 하는지 또는 약물 섭생의 변화 및/또는 임플란트 활동 섭생의 변형과 같은 방법으로 어느 정도 변형되어야 하는지를 결정하기 위한 적절한 결정 도구와 함께 이용될 수도 있을 것이다. 이와 같이, 본 발명의 방법에는 치료요법적 섭생이 조성물로부터 수득된 시그널에 근거하여 변형된 방법이 포함된다.

특정 구체예에서, 본 발명의 조성물의 역학(history)을 결정하는 방법도 제공하는데, 이때 조성물에는 활성 성분, 식별자 요소 및 약학적으로 수용 가능한 캐리어가 포함된다. 식별자가 질의(interrogation)에 반응하여 시그널을 방출하는 특정 구체예에서, 시그널을 얻기 위해 식별자는 완드(wand) 또는 다른 적절한 질의 장치(interrogation device)에 의해 질문을 받는다. 수득된 시그널을 이용하여 조성물에 관한 가령, 소스, 보호 체인 등의 역학 정보를 결정한다.

식별자가 소화에서 생존하는 경우의 다른 구체예에서, 방법에는 일반적으로 조성물의 시그널 생성 요소를 수득하는 것이 포함되는데, 가령, 조성물을 복용한 개체로부터 이를 회수하고, 수득된 시그널 생성 요소로부터 조성물의 역학을 결정함으로써 시그널 생성 요소를 수득하는 것이 포함된다. 예를 들면, 시그널 생성 요소에 새겨진(engraved) 식별자 예를 들면, 바코드 또는 다른 타입의 식별자가 포함되는 경우, 식자된 식별자를 조성물을 복용한 개체로부터 회수하여 판독함으로써 조성물의 역학 가령, 가장 최근에 알려진 구입자, 조성물 보호 체인에 추가 구입자, 제조업자, 취급 과정과 같은 역학의 최소한 일부를 확인할 수 있다. 특정 구체예에서, 이와 같은 결정 단계에는 조성물의 보관된 역학 데이터베이스 또는 유사 편집의 접근이 포함될 수 있다.

본 발명은, 임상 전문자에게 치료에 필요한 모든 설비에 중요한 새로운 도구를 제공한다: 실질적으로 신체로 운반된 약학 물질의 자동 감지 및 동정. 이와 같은 새로운 정보 장치 및 시스템의 용도는 다양하다. 용도에는 (1) 처방된 치료 섭생에 대한 환자의 순응도 모니터링: (2) 환자의 순응도에 근거한 치료 섭생 제작: (3) 임상적 시도에서 환자의 순응도 모니터링: (4) 제어된 물질의 용도 모니터링 및 이와 유사한 것들이 포함된다. 이들 각 상이한 용도는 PCT 출원 PCT/US2006/16370호 (제목: "의약-정보학 시스템(Pharma-lnformatics System)", 2006년 4월 28일 출원, 공개 번호 WO 2006/116718)에서 설명하고 있으며; 이 내용은 참고문헌으로 첨부한다.

식별자가 약학 물질과는 별도로 복용되는 경우의 방법도 중요하다. 이와 같은 방법에는 식별자가 복용가능한 종류 마커로 이용되는 것들이 포함된다. 이와 같은 방법들에서 식별자는 약학적으로 활성 물질 없이 복용된다. 식별자는 상기에서 설명된 것과 같은 약학적으로 수용 가능한 비이클안에 포함되어 복용될 수 있을 것이다. 식별자가 복용가능한 종류의 마커로 이용되는 특정 용도에는 미국 가출원 60/949223 "Ingestible Event Marker" (2007년 7월 11일 제출)에서 설명된 것들이 포함되나 이에 한정시키지는 않는다; 상기 내용은 참고문헌으로 첨부됨.

제어된 활성화 식별자가 활성 성분과 함께 투여되지 않고, 대신 복용가능한 종류의 마커로 이용되는 경우의 특정 용도의 한 가지 예는 GI 관의 운동성(motility) 모니터링이다. 이와 같은 용도에서, 높은 pH에서만 활성화되는 제어된 활성화 장치를 이용하여 복용 후 소장까지의 전이 시간을 결정한다. 다양한 구 체예에서, GI 관의 상이한 부분에서 활성화되는 다중 장치가 이용되는 경우, 이 구체예에서는 GI 관의 다양한 부분에서 장치의 잔류시간에 대한 지도를 작성하는데 이용될 수 있을 것이다. 예를 들면, 세 가지 제어된 활성화 식별자(동일한 환제에 또는 별도의 환제에 존재하는)를 이용하는 것이다. 제 1 식별자는 복용시 바로(위에 도달하면) 활성화되도록 한다. 제 2 제어된 활성화 식별자에는 낮은 pH에는 불용성이며, 높은 pH에서는 용해되는 코팅(가령, Eudragit)이 포함되어 식별자가 소장에 도달할 때까지 활성화를 지연시킨다. 제 3 식별자에는 결장에서만 용해되는 코팅(가령 아밀라제+에틸 셀롤로오즈)의 제어된 활성화 요소가 포함된다. 다양한 식별자의 활성 시간으로부터 위장, 소장, 결장까지 전이 시간을 측정 또는 결정하고, 개체의 위장관 운동성에 대한 상세한 데이터를 수집할 수 있다.

키트

본 방법들을 실행하기 위한 키트도 제공한다. 키트에는 상기에서 설명하는 것과 같은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 조성물이 포함될 수 있다. 키트에 제공되는 하나 또는 그 이상의 약리학적 물질의 약량은 단일 또는 다중 사용에 충분할 것이다. 따라서, 해당 키트의 특정 구체예에서, 단일 약량의 약학 물질이 존재할 수도 있고, 다른 구체예에서, 다중 약량의 약학 물질이 키트에 존재할 수도 있다. 약리학적 물질의 다중 약량이 포함되는 구체예에서, 이와 같은 키트는 단일 용기 가령, 단일 튜브, 병, 바이알 또는 이와 유사한 것으로 포장될 수도 있고 또는 하나 또는 그 이상의 약량이 개별적으로 포장되어, 특정 키트에는 약리학적 물질이 포함된 하나 이상의 용기가 있을 수도 있다. 개체로 하나 또는 그 이상의 약학 성 분을 운반하는 적절한 수단이 키트에 제공될 수 있다. 특정 구체예에서, 키트에는 상기에서 설명된 바와 같은 시그널 수용 요소가 포함될 수도 있다. 특정 구체예에서, 키트에는 상기에서 설명된 것과 같은 외부 모니터 장치가 포함되어, 의사 진료실, 중앙 설비와 같은 원거리와 소통을 할 수 있도록 하며, 조성물의 사용에 대하여 수득된 정보를 수집 처리할 수 있다.

해당 키트에는 또한 키트 성분들을 이용하여 해당 방법을 어떻게 실행하는 지에 대한 지침이 포함될 수 있다. 지침은 적절한 기록 매질 또는 기질상에 기록되어 있을 수 있다. 예를 들면 지침은 종이 또는 플라스틱과 같은 기질상에 프린트될 수도 있다. 이와 같이 지침은 패키지 삽입물로 키트에 포함되는데, 키트의 용기에 라벨 또는 이의 성분(가령 포장에 또는 하위 포장단위에 연합되어)으로 제공될 수 있다. 다른 구체예에서, 지침은 적절한 컴퓨터 판독 저장 매질 가령, CD-ROM, 디스켓 등에 존재하는 전자적 보관 데이터 파일 형태로 존재할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 실제 지침이 키트에는 포함되지 않지만 원거리 소스 가령 인터넷 등을 통하여 지침을 얻을 수 있는 수단 등이 제공된다. 이와 같은 구체예의 실시예는 웹 주소를 포함하는 키트인데, 지침은 다운로드 받아서 볼 수 있다. 지침과 함께 이와 같은 지침을 얻은 방법도 적절한 기질 상에 기록된다.

해당 키트의 일부 또는 모든 성분들은 멸균을 유지하기 위해 적절하게 포장될 수 있다. 많은 구체예에서, 키트의 성분들은 단일의 용이하게 취급될 수 단위를 만들기 위해 키트를 담고 있는 요소로 포장되어, 키트 탑재 요소 가령, 박스 또는 이와 유사한 구조는 키트의 일부 또는 모든 성분들의 멸균성을 추가 유지하기 위해 밀폐 용기가 되거나 아닐 수도 있다.

본 발명은 설명된 특정 구체예는 다양하게 변화될 수 있기 때문에 특정 구체예에 한정시키지 않음을 인지해야 한다. 또한, 여기에서 이용된 용어는 특정 구체예를 설명하기 위한 목적이며 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 제한되기 때문에 이에 한정하고자 의도함이 아님도 이해해야 한다.

임의 값의 범위가 제공되는 경우, 각 중간값, 다른 언급이 없는 한 하한의 단위의 10분의 일, 그 범위의 상한과 하한 사이 그리고 언급된 범위의 중간값 또는 언급된 값이 본 발명의 범주에 속함을 인지해야 한다. 더 작은 범위의 상한 및 하한이 포함될 수도 있고, 이들도 본 발명의 범주에 포함되고, 언급된 범위에서 임의 특정하게 배제될 수도 있다. 언급된 범위에 양단 한계 또는 한쪽 한계가 포함되는 경우, 포함된 한계의 한쪽 또는 모두를 배제하는 범위도 본 발명에 포함될 수 있다.

다른 언급이 없는 한, 여기에서 사용된 모든 기술적 그리고 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당분야에 당업자가 통상적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가진다. 여기에서 설명하는 것과 유사한 또는 등가의 임의 방법 및 재료를 본 발명의 실시 또는 테스트에 이용될 수도 있지만, 대표적인 설명 방법 및 재료를 설명하고 있다.

본 명세서에서 언급된 모든 공보 및 특허는 각 개별 공보 또는 특허가 공보에서 언급하는 것과 연관된 방법 및/또는 재료를 설명하기 위한 참고문헌으로 여기에 첨부된다는 것을 개별적으로 명시하였다. 출원일 이전에 공개된 임의 공보의 인 용은 본 원 발명이 선행 발명으로써 이와 같은 공보보다 선행한다는 의미로 간주해서는 안된다. 또한, 제공된 공개 날짜는 실제 공개날짜와 다를 수 있기 때문에 개별적으로 확인해 볼 필요가 있을 수도 있다.

여기에서 그리고 첨부된 청구범위에서 사용된 것과 같이, 단수형("a", "an", "the")에는 다른 언급이 없는 한 복수 개념이 포함된다. 또한, 청구범위에 임의 선택적 요소가 배제되도록 만들어질 수도 있다. 이와 같은 경우에, 청구범위 요소의 언급과 관련하여 "유일한(solely)", "오로지(only)"와 같은 배타적 용어의 이용 또는 "부정적(negative)"한정과 같은 용어의 이용은 선례에 기초하여 사용되는 의도를 가진다.

명세서를 읽을 때 당업자는 설명된 또는 기술된 개별 구체예에서 본 발명의 범위 또는 범주를 벗어나지 않고 다른 여러 가지 구체예의 특징으로부터 구별되는 또는 이와 복합된 별도의 성분들 및 특징들을 가진다. 언급된 방법은 언급된 일련의 순서로 또는 논리적으로 가능한 다른 임의 순서로 실행될 수도 있다.

상기 발명은 이해를 명확하게 하기 위함을 목적으로 설명 및 실시예를 통하여 어느 정도 상세하게 설명되었지만, 본 발명의 내용에 근거하여 당업자들은 본 발명의 첨부된 청구범위 범주 또는 영역으로부터 벗어나지 않고 특정 변화 및 수정이 있을 수 있다는 것이 명백할 것이다.

따라서, 선행 내용은 본 발명의 원리를 설명하기 위함이다. 당업자는 여기에 명시적으로 설명하거나 보여주지는 않았지만 본 발명의 원리를 구체화시킨 다양한 배열을 고안할 수 있을 것이고, 이 또한 본 발명에 포함된다는 것을 인지할 것이 다. 추가로, 여기에서 언급하고 있는 모든 실시예 및 조건들은 발명자에 의한 개념 및 본 발명의 원리를 독자가 이해하는데 도움이 되도록 하기 위한 의도이며, 특별히 언급된 실시예 및 조건들에 한정됨이 없는 것으로 간주해야 한다. 또한, 본원 발명의 원리, 측면 및 구체예 뿐만 아니라 이의 특정 실시예를 언급하는 모든 기술에는 이의 구조적 또는 기능적 등가물이 포함된다는 의도이다. 추가로, 이와 같은 등가물에는 현재 공지된 등가물 및 미래에 개발될 등가물이 모두 포함되는데, 예를 들면 구조와 상관없이 동일한 기능을 수행하는 개발된 임의 요소들이 포함된다. 따라서, 본 발명의 범위는 여기에서 설명하는 예시적인 구체예에 제한하고자 하는 의도가 없다. 다만, 본 발명의 범위 및 영역은 첨부된 청구범위에 의해 구체화된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은, 복용 가능한 식별자, 예를 들면, 약물-정보학이 가능한 약학 조성물에 결합되거나, 복용 가능한 마커 내에 존재할 수 있는 등의 식별자의 제어된 활성화를 제공하는데 사용된다.

Claims (51)

1. 약학 조성물로서,

   (a) 약학 활성제와,

   (b) 제어된 활성화 복용 가능 식별자(controlled activation ingestible identifier)로서,

   (i) 제 1 전극과 제 2 전극이 표적 부위에서 전도성 액체에 접촉하면 전력을 발생시키는 제 1 전극과 제 2 전극을 포함하는 활성화 구성요소와,

   (ii) 시그널 생성 구성요소와,

   (iii) 상기 시그널 생성 구성요소에 의해 생성된 시그널을 기초로 시그널을 전도 출력하는(conductively output) 시그널 전송 구성요소와,

   (iv) 제 1 물질이 적어도 부분적으로 용해될 때까지 상기 제 1 전극과 상기 전도성 액체의 접촉을 막기 위해 적어도 상기 제 1 전극을 덮는 제 1 물질로서, 상기 제 1 물질은 상기 표적 부위에 존재하는 생리 물질과 접촉시 용해하도록 형성되는, 제 1 물질을

   포함하고,

   상기 활성화 구성요소는, 상기 제 1 물질의 적어도 부분적인 용해 후, 그리고 상기 전도성 액체 접촉시, 상기 시그널 생성 구성요소와 상기 시그널 전송 구성요소를 작동 및 구동시키기 위해 전력을 제공하는, 상기 제어된 활성화 복용 가능 식별자와,

   (c) 상기 제 1 물질과 다른 제 2 물질을 포함하고, 상기 제어된 활성화 복용 가능 식별자를 캡슐화하는, 약학적으로 허용 가능한 캐리어를

   포함하는, 약학 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 활성화 구성요소는, 상기 전도성 액체의 조성 변화와 관계없이 전력을 제공하는, 약학 조성물.
3. 제 2항에 있어서, 상기 식별자는,

   (i) 고형 서포트(solid support)와,

   (ii) 상기 고형 서포트의 표면에 존재하는 서로 다른 전기화학 활성을 갖는 제 3 및 제 4 물질과,

   (iii) 건조된 전도성 매질 전구물질을

   포함하는, 약학 조성물.
4. 제 3항에 있어서, 상기 식별자는, 상기 제 1 및 제 2 물질을 전도 결합하는(conductively couple) 전도성 매질을 생성하기 위해 상기 건조된 전도성 매질 전구물질이 물과 결합되었을 때 시그널을 방출하는 시그널 생성 시스템을 더 포함하거나, 또는 보호 배리어는 반투과성 막이거나, 또는 상기 보호 배리어는 모세관 유체 흐름 통로를 포함하는 고형 배리어이고, 상기 모세관 유체 흐름 통로는 상기 모세관 흐름 통로를 통하여 친수성 유체 흐름을 향상시키기 위해 표면 에너지 변형된 적어도 하나의 표면을 포함하는, 약학 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 물질은, 미리 결정된 방식으로, 상기 식별자를 활성화시키기 위해 충분한 전도성을 갖는 유체와 접촉하면 파열되거나, 공지의 시간 지연 방식으로 유체와 접촉하면 용해되는 폴리머 코팅에 의해 보호되고, 상기 폴리머 코팅은 외부 유체의 복용 후 미리 결정된 값에 도달하기 위해 표적 부위 유체 pH 또는 전도성에 필요한 실질적으로 동일한 시간에 용해되거나, 상기 식별자는 집적 회로를 포함하는, 약학 조성물.
6. 제어된 활성화 복용 가능 식별자로서,

   (a) 고형 서포트와,

   (b) 상기 고형 서포트의 표면에 존재하는 서로 다른 전기화학적 특성을 갖고, 표적 부위에서 전도성 액체에 접촉하면 전력을 발생시키는 제 1 전극과 제 2 전극을 포함하는 활성화 구성요소와,

   (c) 시그널 생성 구성요소와,

   (d) 상기 시그널 생성 구성요소에 의해 생성된 시그널을 기초로 시그널을 전도 출력하는 시그널 전송 구성요소와,

   (e) 제 1 물질이 적어도 부분적으로 용해될 때까지 상기 제 1 전극과 상기 전도성 액체의 접촉을 막기 위해 적어도 상기 제 1 전극을 덮는 제 1 물질로서, 상기 제 1 물질은 상기 표적 부위에 존재하는 생리 물질과 접촉시 용해하도록 형성되는, 제 1 물질을

   포함하고,

   상기 활성화 구성요소는, 상기 제 1 물질의 적어도 부분적인 용해 후, 그리고 상기 전도성 액체 접촉시, 상기 시그널 생성 구성요소와 상기 시그널 전송 구성요소를 작동 및 구동시키기 위해 전력을 제공하는, 제어된 활성화 복용 가능 식별자.
7. 제 6항에 있어서, 상기 식별자는 상기 제 1 물질에 의해 보존되는 건조된 전도성 매질 전구물질을 더 포함하거나, 상기 제 1 물질은 반투과성 막을 포함하거나, 상기 제 1 물질은 모세관 흐름 통로를 포함하는 고형 배리어를 포함하고, 상기 모세관 흐름 통로는 상기 모세관 흐름 통로를 통하여 친수성 유체 흐름을 향상시키기 위해 표면 에너지 변형된 적어도 하나의 표면을 포함하는, 제어된 활성화 복용 가능 식별자.
8. 제 6항에 있어서, 상기 제 1 물질은, 미리 결정된 방식으로, 상기 식별자를 활성화시키기 위해 충분한 전도성을 갖는 유체와 접촉하면 파열되거나, 상기 식별자는, 시간 지연 방식으로 유체와 접촉하면 용해되는 폴리머 코팅에 의해 보호되거나, 상기 식별자는 제 1 및 제 2 물질을 전도 결합하는 전도성 매질을 제조하기 위해 상기 건조된 전도성 매질 전구물질이 물과 결합되면 시그널을 방출하는 시그널 생성 시스템을 더 포함하는, 제어된 활성화 복용 가능 식별자.
9. 시스템으로서,

   (a) 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 조성물 또는 식별자와,

   (b) 상기 식별자에 의해 생성된 시그널을 감지하는 수신기를

   포함하는, 시스템.
10. 키트(kit)로서,

    제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 조성물 또는 식별자와,

    상기 조성물의 다중 복용량(multiple dosage)을 포함하는 복용량 투여 요소를

    포함하는, 키트.
11. 삭제
12. 삭제
13. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 약학 조성물의 제조에, 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 제어된 활성화 복용 가능 식별자를 사용하는 방법.
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