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【発明の名称】 ドラッグデリバリシステム及びそれに用いる薬剤カプセル並びに送信機
【発明者】 【氏名】鈴木 政宏
【住所又は居所】東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株式会社内
【要約】 【課題】被験体内に存在する薬剤カプセルの薬剤放出制御を、極めて簡単かつ正確に行う。

【解決手段】外部からの放出指令信号に基づいて電圧を生成する非接触型ＩＣチップ２０３及びこの電圧により駆動される圧電アクチュエータ２０６を、薬剤カプセル１０２の表面に取り付けておく。これを、燕下などにより被験体内に投入しておき、所定のタイミングで、非接触型ＩＣチップ２０３に対して、被験体外部から送信機により放出指令信号を無線送信して、圧電アクチュエータ２０６を駆動制御して薬剤カプセル１０１の分離または開口を制御し、カプセル内の薬剤の放出制御をなす。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験体内の薬剤の放出制御をなすドラッグデリバリシステムであって、外部からの放出指令信号に基づいて電圧を生成する非接触型ＩＣチップ及び前記電圧により駆動されるアクチュエータを有する薬剤カプセルと、前記非接触型ＩＣチップに対して前記放出指令信号を送信する送信手段とを含み、前記アクチュエータの駆動制御により前記薬剤カプセル内の薬剤の放出制御をなすようにしたことを特徴とするドラッグデリバリシステム。
【請求項２】
前記ＩＣチップには固有のＩＤが割り当てられており、前記送信手段は、前記放出指令信号と共にＩＤ情報を送信するよう構成されており、前記非接触型ＩＣチップは、前記ＩＤ情報を受信して、このＩＤ情報と自身のＩＤとが一致したときに、前記電圧を生成するようにしたことを特徴とする請求項１記載のドラッグデリバリシステム。
【請求項３】
前記送信手段は、前記電圧の生成及び停止のための指令信号を発生するよう構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のドラッグデリバリシステム。
【請求項４】
前記電圧の生成及び停止のための指令信号により、前記薬剤の段階的放出制御をなすようにしたことを特徴とする請求項３記載のドラッグデリバリシステム。
【請求項５】
外部からの薬剤放出指令信号に基づいて電圧を生成する非接触型ＩＣチップ及び前記電圧により駆動されるアクチュエータとを有し、前記アクチュエータの駆動制御により薬剤の放出制御をなすようにしたことを特徴とする薬剤カプセル。
【請求項６】
前記ＩＣチップは、固有のＩＤを有しており、前記放出指令信号と共に送信されるＩＤ情報を受信して、このＩＤ情報と自身のＩＤとが一致したときに、前記電圧を生成するようにしたことを特徴とする請求項５記載の薬剤カプセル。
【請求項７】
カプセルボディとカプセルキャップとを更に含み、前記アクチュエータの駆動により前記カプセルボディとカプセルキャップとの間に隙間を生じさせることを特徴とする請求項５または６記載の薬剤カプセル。
【請求項８】
開閉部を有するカプセルケースを更に含み、前記アクチュエータの駆動制御により前記開閉部の開閉制御をなすことを特徴とする請求項５または６記載の薬剤カプセル。
【請求項９】
内部に薬剤が充填されこの薬剤を噴出可能なノズルを有する柔軟性の圧力室を更に含み、前記アクチュエータの駆動制御により前記圧力室に対する圧力を印加して前記薬剤の放出力制御をなすことを特徴とする請求項５または６記載の薬剤カプセル。
【請求項１０】
アクチュエータ及びこのアクチュエータの駆動電圧を生成する非接触型ＩＣチップを有する薬剤カプセルを含み、前記アクチュエータの駆動制御により薬剤の放出制御をなすようにしたドラッグデリバリシステムにおける送信機であって、薬剤放出制御のための指令信号を生成して無線送信する手段を含むことを特徴とする送信機。
【請求項１１】
前記無線送信する手段は、非接触型ＩＣチップを特定するＩＤ情報をも送信するようにしたことを特徴とする請求項１０記載の送信機。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明はドラッグデリバリシステム及びそれに用いる薬剤カプセル並びに送信機に関し、特に被験体内の薬剤カプセルに対する薬剤の放出制御をなすようにしたドラッグデリバリシステム及びそれに用いる薬剤カプセル並びに送信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薬剤カプセルが人または家禽等により嚥下されて体内に投入された後、このカプセル内の薬剤の放出を制御することは、種々の病気の治療・予防、あるいは、成育等の目的にとって有効である。例えば、特許文献１を参照すると、体内に投入または埋設された薬剤カプセルに充填されている薬剤が段階的に放出されるように制御するための技術が開示されている。この技術では、カプセルへの体液の浸透圧を利用して、カプセルボディからカプセルキャップを分離するようにした方法が用いられている。
【０００３】
また、特許文献２を参照すると、人間の体内において、限定された部位でカプセル内の薬剤を放出する技術が開示されている。すなわち、カプセルを開放するためのアクチュエータを用いており、このアクチュエータとして、形状記憶合金を使用することにより、所望の部位にカプセルが達したときに、この形状記憶合金を加熱して、カプセルを開放可能としたものである。
【０００４】
【特許文献１】特表２００１−５１８４９２号公報
【特許文献２】特開平６−２３０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の技術においては、カプセルの開放のために、浸透圧を利用しており、そのためには体液を利用せざるを得ない。その結果、例えば、食事と投薬のタイミングを考慮する必要があり、また個人差や体調などによって、体液濃度が想定されたものとは異なった場合には、期待どおりのタイミングで、薬剤を放出することが困難となるという欠点がある。また、上述した特許文献２の技術では、形状記憶合金を用いているために、それを加熱するための部材や回路及びそのための時間が必要になると共に、消費電力も大となるという欠点がある。
【０００６】
本発明の目的は、外部からの指令により、被験体内部の薬剤カプセルの薬剤放出制御が、極めて簡単にできるようにしたドラッグデリバリシステム及びそれに用いる薬剤カプセル並びに送信機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるドラッグデリバリシステムは、被験体内の薬剤の放出制御をなすドラッグデリバリシステムであって、外部からの放出指令信号に基づいて電圧を生成する非接触型ＩＣチップ及び前記電圧により駆動されるアクチュエータを有する薬剤カプセルと、前記非接触型ＩＣチップに対して前記放出指令信号を送信する送信手段とを含み、前記アクチュエータの駆動制御により前記薬剤カプセル内の薬剤の放出制御をなすようにしたことを特徴とする。
【０００８】
本発明による薬剤カプセルは、外部からの薬剤放出指令信号に基づいて電圧を生成する非接触型ＩＣチップ及び前記電圧により駆動されるアクチュエータとを有し、前記アクチュエータの駆動制御により薬剤の放出制御をなすようにしたことを特徴とする
【０００９】
本発明による送信機は、アクチュエータ及びこのアクチュエータの駆動電圧を生成する非接触型ＩＣチップを有する薬剤カプセルを含み、前記アクチュエータの駆動制御により薬剤の放出制御をなすようにしたドラッグデリバリシステムにおける送信機であって、薬剤放出制御のための指令信号を生成して無線送信する手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の作用を述べる。外部からの放出指令信号に基づいて電圧を生成する非接触型ＩＣチップ及びこの電圧により駆動されるアクチュエータを有する薬剤カプセルを、燕下などにより被験体内に投入しておき、所定のタイミングで、非接触型ＩＣチップに対して、被験体外部から送信機により放出指令信号を無線送信して、アクチュエータを駆動制御して薬剤カプセルの分離や開閉を制御したり、または薬剤の噴出を制御して、カプセル内の薬剤の放出制御をなす。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、非接触型ＩＣチップとアクチュエータとをカプセルに設けて、外部すなわち被験体外より指令信号を無線で発信してアクチュエータを駆動することにより、カプセルの開放や分離や、薬剤の噴出などを制御することができ、よって、薬剤の放出制御が極めて簡単に行えるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施の形態の全体構成図である。図１において、薬剤カプセル１０２は被験体１０１内に存在しているものとし、被験体１０１の外部には、送受信機１０４が設けられ、この送受信機１０４からの薬剤放出指令用の信号波（電波）１０３により、被験体１０１内の薬剤カプセルの分離や開口制御を行って、カプセル内の薬剤の放出制御をなすものである。
【００１３】
薬剤カプセル１０２の一例について、図２を参照して説明する。図２を参照すると、薬剤カプセル１０２はカプセルキャップ２０１とカプセルボディ２０４とからなる。カプセルキャップ２０１は不溶性鉱物性物質などの不溶性物質からなっており、カプセルボディ２０４と接合または接着されて薬剤カプセルのキャップとして機能し、カプセル内に充填されている図示せぬ薬剤が外部へ漏れることを防止するものである。
【００１４】
カプセルボディ２０４は、カプセルキャップ２０１と同様に、不溶性物質からなり、カプセルキャップ２０１と接合または接着されて、その内部に薬剤を保持する機能を有している。
【００１５】
ＩＣチップ２０３は、ＲＦ回路、制御回路、電源用コンデンサ、メモリなどを有する非接触型のＩＣチップであり、カプセルボディ２０４の外表面に取り付けられている。このＩＣチップ２０３は、導線２０２によって圧電アクチュエータ（圧電素子）２０６に接続されており、外部（被験体１０１の外部）から、図１に示したように無線による信号波１０３を受信すると、内部で電流が発生して導線２０２を通じて圧電アクチュエータ２０６に対して所定の駆動電圧を供給するものである。
【００１６】
圧電アクチュエータ２０６は、例えば圧電セラミックなどの圧電素子がバイモルフ様式にて構成された薄膜形式のものであり、所定の駆動電圧が印加されると、膜に対して垂直方向へ物理的に歪みを生じるものとする。図２に示す如く、圧電アクチュエータ２０６は、ボディ接合部２０５においてカプセルボディ２０４の外表面に固定されており、またキャップ接合部２０７において、カプセルキャップ２０１の内表面に固定されている。従って、圧電アクチュエータ２０６に対して、導線２０２を介してＩＣチップ２０３から駆動電圧が供給されると、圧電アクチュエータ２０６はカプセルキャップ２０１及びカプセルボディ２０４の表面に対して垂直方向に歪むように取り付けられているものとする。
【００１７】
なお、電圧が圧電アクチュエータ２０６に印加されていない状態においては、圧電アクチュエータ２０６は平面形状であり、図２に示すように、その上端部であるキャップ接合部２０７がカプセルキャップ２０１の内表面に、また、その下端部であるボディ接合部２０５がカプセルボディ２０４の外表面に、それぞれ接着されており、キャップとボディとに挟まれた格好となっている。圧電アクチュエータ２０６とカプセルキャップ２０１及びカプセルボディ２０４との間は、薬剤が漏れない程度に密閉性があるものとする。
【００１８】
次に、本実施の形態の一動作例について、図３のフローチャートを用いて説明する。図２に示すような薬剤カプセル１０２は、被験体１０１内に嚥下または埋設などによって投与される（ステップ４０１）。投薬の時刻に達すると（ステップ４０２）、自動的に、または手動により、送受信機１０４から信号波１０３が発信され、体内の薬剤カプセル１０２へ向けて送信される（ステップ４０３）。
【００１９】
この信号波１０３は体内の薬剤カプセル１０２のＩＣチップ２０３に到達して受信され、電流に変換される。ＩＣチップ２０３はこの電流を基に圧電アクチュエータ２０６への駆動電圧を生成して当該圧電アクチュエータ２０６へ印加してこれを駆動することになる（ステップ４０４）。
【００２０】
圧電アクチュエータ２０６は、この駆動電圧が印加されると、前述した如く、薬剤カプセル１０２の表面に対して垂直方向に歪むように動作するので、図４に示す様に、カプセルボディ２０４とカプセルキャップ２０１との間に隙間である開口部２０８が生じることになる。なお、図４（Ａ）はこの開口部２０８を、正面から見た一部拡大図であり、図２においては、図２の下側から圧電アクチュエータ２０６の部分を見た図である。また、図４（Ｂ）は圧電アクチュエータ２０６の部分の縦断面の一部を示したものである。
【００２１】
このように、カプセルキャップ２０１とカプセルボディ２０４との間に、開口部２０８が生ずるために、ここから直接薬剤が放出、または体液がカプセル内へ流入することでカプセル内の内圧が高まり、その作用によってカプセルボディ２０４からカプセルキャップ２０１が分離されて（ステップ４０５）、薬剤の放出が可能となるのである。
【００２２】
図５は本実施の形態の他の動作例を示すフローチャートである。本例においては、薬剤カプセル１０２に取り付けられているＩＣチップ２０３には、予めユニークなＩＤが割り当てられているものとする。この様なＩＣチップ２０３を有する薬剤カプセル１０２は、被験体１０１内に、嚥下または埋設などにより投与される（ステップ５０１）。投薬の時刻に達すると（ステップ５０２）、自動的に、または手動的に、送受信機１０４からデジタルＩＤ情報を含む信号波１０３が、体内の薬剤カプセル１０２へ向けて送信される（ステップ５０３）。
【００２３】
この信号波１０３は、体内の薬剤カプセル１０２のＩＣチップ２０３に到達して受信され、電流及びデジタル情報に変換される。ＩＣチップ２０３では、このデジタル情報であるＩＤと、自身が有するＩＤとを比較し（ステップ５０４）、一致した場合には、圧電アクチュエータ２０６に対して駆動電圧を印加して駆動する（ステップ５０５）。これにより、圧電アクチュエータ２０６は薬剤カプセル１０２の表面に垂直な方向に歪みが発生し、図４に示した如く、カプセルキャップ２０１とカプセルボディ２０４との間に開口部２０８が生じて、ここから直接薬剤が放出、または体液がカプセル内へ流入することでカプセル内の内圧が高まり、その作用によってカプセルの分離が行われて薬剤の放出が可能となる（ステップ５０６）。
【００２４】
本例では、外部から特定の薬剤カプセルのみの薬剤の放出制御を行うことができ、正確な薬剤投与が可能になるものである。
【００２５】
図６は本発明の薬剤カプセルの他の実施の形態を示す図であり、図６（Ａ）はその斜視、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の圧電アクチュエータ６０２の部分の縦断面図である。本例における薬剤カプセル６００は、ケース６０４の表面に、開閉部６０１と、圧電アクチュエータ６０２と、ＩＣチップ６０３とを有している。開閉部６０１は、その一端辺がケース６０４に支持されており、かつ可撓性を有する材質からなっている。
【００２６】
圧電アクチュエータ６０２は、図２の例と同様に、バイモルフ様式などの薄膜型であり、開閉部６０１とケース６０４とに接合されている。また、圧電アクチュエータ６０２はＩＣチップ６０３に電気的に接続されている。圧電アクチュエータ６０２に駆動電圧が印加されていないときには、開閉部６０１は閉状態になっており、ケース６０４内部の薬剤は保持されている。駆動電圧が印加されると、圧電アクチュエータ６０２はケース表面に対して垂直方向に歪み、この歪み力により開閉部６０１が、図６（Ｂ）に示す如く、開状態となって、ケース６０４は開くことになる。
【００２７】
図７は本発明の図６に示した実施の形態の一動作例を示すフローチャートであり、先の実施の形態の図３のフローチャートの動作に対応するものであって、図３と同等ステップは同一符号により示している。本例では、図３のステップ４０１からステップ４０４の動作と同一であり、圧電アクチュエータ６０２へ電圧が印加されると（ステップ４０４）、開閉部６０１が図６（Ｂ）のように開状態になって、薬剤ケース（カプセル）６０４内の薬剤が放出されることになる（ステップ４０６）。
【００２８】
図８は本発明の図６に示した実施の形態の他の動作例を示すフローチャートであり、先の実施の形態の図５のフローチャートの動作に対応するものであって、図５と同等ステップは同一符号により示している。本例では、図５のステップ５０１からステップ５０５の動作と同じであり、圧電アクチュエータ６０２へ電圧が印加されると（ステップ５０５）、開閉部６０１が図６（Ｂ）のように開状態になり、薬剤ケース（カプセル）６０４内の薬剤が放出されるのである（ステップ５０７）。
【００２９】
図６に示した実施の形態においては、薬剤ケース６０４に開閉部６０１を設けて、圧電アクチュエータ６０２を駆動制御することにより、この開閉部６０１の開閉を制御することができるために、圧電アクチュエータ６０２への駆動電圧の印加を止めることによって、開閉部６０１を閉状態にすることが可能となる。従って、外部の信号波（電波）１０３により開閉部６０１を極めて細かく制御でき、結果として、段階的な薬剤の放出制御が容易に行えるという新たな効果がある。
【００３０】
図９は本発明の薬剤カプセルの更に他の実施の形態を示す側面図であり、図９（Ａ）は駆動電圧が印加されていない状態の側面図、図９（Ｂ）は駆動電圧が印加されている状態の側面図である。本例の薬剤カプセル７００は、圧電アクチュエータ７０２は、その一端においてＩＣチップ７０３に電気的に接続されていると共に、ケース７０４に支持されており、カンチレバー構造となっている。
【００３１】
ケース７０４内には、液状の薬剤が充填された圧力室７０８が設けられており、この圧力室７０８は、圧電アクチュエータ７０２の変形による圧力によって収縮するに十分な柔軟性を有する材質からなるものとする。この圧力室７０８の前方には、先端部に極小の孔が穿設されたノズル部７０９が設けられており、この孔は、圧力室７０８に圧力がかかっていない場合には、薬剤の表面張力により外部へ薬剤が流出せず、圧力がかかった場合には、薬剤が噴出するような大きさとされているものとする。
【００３２】
この圧力室７０８に対して、圧電アクチュエータ７０２に駆動電圧が印加されていない場合には、図９（Ａ）に示しているように、カンチレバーである圧電アクチュエータ７０２は平坦のままであり、よってこの圧力室７０８には何等圧力が加わることはない。従って、内部に充填されている薬剤はノズル７０９の孔からは噴出されない。
【００３３】
圧電アクチュエータ７０２に駆動電圧が印加されると、図９（Ｂ）に示しているように、カンチレバーである圧電アクチュエータ７０２は図の下方向に歪みが発生する。この歪みによる力を受けて、圧力室７０８が収縮してその内部の圧力が高まることになる。よって、薬剤はノズル７０９の先端の孔から噴出することになる。
【００３４】
なお、この薬剤カプセル７００に対する薬剤の放出制御動作については、先の実施の形態と同様であり、ＩＣチップ７０３に固有のＩＤを持たせることにより、信号波１０３に含まれるＩＤ情報と自身のＩＤとが一致した時に、圧電アクチュエータ７０２の駆動電圧を生成するようにすることもできる。また、外部の信号波（電波）１０３により、圧電アクチュエータ７０２の変形量をきめ細かく制御でき、段階的な薬剤の放出制御も可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態の全体図である。
【図２】本発明の一実施の形態における薬剤カプセルの平面図である。
【図３】本発明の一実施の形態の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図２の薬剤カプセルの開状態を示す図であり、（Ａ）はその正面図の一部、（Ｂ）はその縦断面の一部である。
【図５】本発明の一実施の形態の動作の他の例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施の形態における薬剤ケース（カプセル）を示し、（Ａ）はその全体斜視図、（Ｂ）はその一部縦断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施の形態の動作の他の例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の更に他の実施の形態の薬剤カプセルを示し、（Ａ）は駆動電圧が印加されていない状態の側面図、（Ｂ）は駆動電圧が印加されている状態の側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０１ 被験体
１０２，６００，７００ 薬剤カプセル
１０３ 信号波
１０４ 送受信機
２０１ カプセルキャップ
２０２ 導線
２０３，６０３，７０３ ＩＣチップ
２０４ カプセルボディ
２０５ ボディ接合部
２０６，６０２，７０２ 圧電アクチュエータ（圧電素子）
２０７ キャップ接合部
６０１ 開閉部
６０４，７０４ 薬剤ケース（カプセル）
７０８ 圧力室
７０９ ノズル
【出願人】 【識別番号】０００００４２３７
【氏名又は名称】日本電気株式会社
【住所又は居所】東京都港区芝五丁目７番１号
【出願日】 平成１７年９月７日（２００５．９．７）
【代理人】 【識別番号】１０００８８８１２
【弁理士】
【氏名又は名称】▲柳▼川 信
【公開番号】 特開２００６−１５００６１（Ｐ２００６−１５００６１Ａ）
【公開日】 平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【出願番号】 特願２００５−２５８６３８（Ｐ２００５−２５８６３８）