JP6830668B2 - 経腸栄養補給デバイスおよび関連する使用の方法 - Google Patents

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Description

関連出願への相互参照
本出願は、２０１５年１０月１４日に出願された米国仮出願第６２／２４１，６０８号および２０１６年１０月１２日に出願された米国出願第１５／２９１，５３０号からの優先権の利益を主張し、これらの各々の全体が、本明細書において参考として援用される。
本開示の分野
本開示の実施形態は、栄養調合物を加工するためのデバイスおよび方法を対象とし、より詳細には、摂取のために栄養調合物中の脂肪を遊離脂肪酸とモノグリセリドとに加水分解するためのデバイスおよび方法を対象とする。
長鎖ポリ不飽和脂肪酸（ＬＣ−ＰＵＦＡ）は、２つまたはそれよりも多くの炭素間二重結合を含有する炭化水素鎖を有する脂質である。ドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）、エイコサペンタエン酸（ＥＰＡ）、およびアラキドン酸（ＡＡ）などのＬＣ−ＰＵＦＡは、正常なヒトの成長、発育、およびカロリー摂取の維持に極めて重要であり、人の人生の全体を通してかつ医学的治療において重要な視覚的、認知的、心血管的、および免疫学的な健康上の利益があり、医学的治療後に体重を維持および／または増やすのにかつその後の生存に重要である。ＤＨＡおよびＥＰＡの主要供給源は、食餌を通してであり、それには及ばないものの食餌の前駆体、アルファ−リノール酸（ＡＬＡ）、オメガ−３脂肪酸を通してである。ＡＡの主要供給源は、食餌を通してであり、それには及ばないもののリノール酸（ＬＡ）、オメガ−６脂肪酸を通してである。内因的に生成された酵素は、ＡＬＡからＤＨＡおよびＥＰＡへの変換で非常に非効率的である。国際脂肪酸・脂質研究学会（the International Society for the Study of Fatty Acids and Lipids （ＩＳＳＦＡＬ））による公式声明によれば、ＡＬＡからＤＨＡへの変換は乳児で約１％であり、成人の場合よりもかなり低い。Brennaら、Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids、８０巻（２〜３号）：８５〜９１頁（２００９年）。したがって食餌、ならびにＤＨＡおよびＥＰＡなどのＬＣ−ＰＵＦＡの補助栄養供給源は、人体の健康に重要である。２００１年まで、ＤＨＡおよびＡＡの直接的な供給源は、米国では乳児用調合物に使用される原料の一部ではなかった。
食餌におけるＤＨＡ、ＥＰＡ、およびＡＡなどのＬＣ−ＰＵＦＡは、主に長鎖トリグリセリドおよび／または長鎖脂肪酸エステルの形をとる。長鎖ポリ不飽和トリグリセリドは、エステル連結を介してグリセロール分子に結合された３種の長鎖脂肪酸で作製される。身体による長鎖トリグリセリドの吸収は、まずリパーゼ、例えば膵リパーゼの酵素作用を必要とするが、これは加水分解によってトリグリセリドを消化し、モノグリセリドおよび遊離脂肪酸に分解する。本明細書で使用されるトリグリセリドおよび脂肪酸という用語は共に、食物または補助栄養調合物に見出される脂肪を指してもよい。脂肪酸およびモノグリセリドは、補助栄養調合物中ではトリグリセリドとして見出される。他の分子に付着していない遊離脂肪酸または脂肪酸は、脂肪消化の副生成物を指すのに使用される。他の分子に付着していない遊離脂肪酸または脂肪酸は不安定であり、補助栄養調合物に入れてパックするのに不適切になる。
さらに、脂肪酸の鎖長および炭素間二重結合の数は、脂肪吸収に影響を及ぼし得る。食物中に見出される食餌脂肪酸は、少なくとも１２個、例えば１６、１８、または２０個の炭素を有する長鎖脂肪酸であり、Ｃ１６、Ｃ１８、およびＣ２０長鎖脂肪酸として公知である。１２個未満またはそれに等しい炭素、例えばＣ８およびＣ１２として公知の８および１２個の炭素を有する中鎖脂肪酸は、食物（ココナツを除く）中にめったに見出されず、したがってヒトにおける消化および吸収に重要である。数個未満またはそれに等しい炭素、例えばＣ２、Ｃ３、およびＣ４として公知の２、３、および４個の炭素を有する短鎖脂肪酸は、大便に見出される主要なアニオンであるが、それらは食物中には見出されない。短鎖脂肪酸は、結腸内の細菌による脂肪の消化から得られ、したがってしばしば、浸透勾配を提供することによって下痢に関与する。B. Goodman、Adv. Physiol. Educ.、３４巻（２号）：４４〜５３頁（２０１０年）。
全ての脂肪は、カロリー上の利益を提供するが、生理学的機能に種々の影響を及ぼす。St-Ogneら、J. Nutr.、１３２巻（３号）：３２９〜３３３頁（２００２年）。短鎖トリグリセリドおよび中鎖トリグリセリド（ＭＣＴ）は、腸粘膜の絨毛を通して直接吸収される。ＭＣＴは、膵液分泌量不全または膵不全の患者においても、そのより短い鎖長と胃リパーゼの残効性とに起因して容易に吸収することができる。長鎖トリグリセリド（ＬＣＴ）は、１２個よりも多い炭素を備えた、例えばＣ１３からＣ２４の脂肪酸を有する。ＬＣＴは直接吸収されず、代わりにまず、小腸に吸収される前に、膵リパーゼによって遊離脂肪酸とモノグリセリドとに加水分解されなければならない。遊離脂肪酸およびモノグリセリドが吸収されると、それらは肝臓に輸送され、最終的には様々な生理学的目的で体内の組織に輸送される。ＬＣＴおよびＭＣＴは共にカロリーを提供するが、ＬＣＴのみ、特にＬＣＰＵＦＡは、膜の構造成分と、多くの生理学的機能の調節に関わる生物学的メディエータとを提供する。ＭＣＴは、ＬＣＴの代わりに用いられる場合、エネルギー消費および満腹を増大させ、全体的なカロリー摂取の低減および体脂肪量の低減に繋がることを示してきた。このためＭＣＴは、膵液分泌量不全または膵不全の患者にとって不十分な長期エネルギー源になる。M. Clegg、Int. J. Food Sci. Nutr.、６１巻（７号）：６５３〜７９頁（２０１０年）。さらにＤＨＡおよびＥＰＡは、トリグリセリドとしてまたはエステル化形態で、栄養補助食品、処方製品（例えば、ＬＯＶＡＺＡ（登録商標）、ＯＭＡＣＯＲ（登録商標）、およびＶａｓｃｅｐａ（商標））、および乳児用調合物に含まれた状態で市販されている。これらの栄養補助食品または製品は、粉末、液体飲料、または経腸栄養調合物の形をとってもよい。ポリ不飽和脂肪酸は不安定であり素早く分解する可能性があるので、加水分解した脂肪酸を含有する経腸調合物または栄養補助食品は今日まで製造されてこなかった。
しかし一部の人々、例えば膵液分泌量不全または膵不全に苦しむ患者、早産児、ＩＣＵ内の人々、および高齢者は、長鎖トリグリセリド、構造化脂肪、および／または長鎖エステルを適正に分解または吸収することができず、その結果、長鎖トリグリセリドおよび／または長鎖エステルの不適正な加水分解または吸収に苦しむ可能性があり、食餌および／またはＬＣ−ＰＵＦＡの栄養補助食品供給源の摂取から利益を得られない可能性がある。損なわれた膵臓および／または胃腸または肝機能不全に起因した未修正の脂肪吸収不良は、適正なまたは過剰な食物摂取に関わらず、栄養不良、体重の増加または維持の失敗、感染から回復する能力の低下、発育不良、および損なわれた胃腸管腔の吸収容量に至る可能性がある。
例えば、膵外分泌機能不全（ＥＰＩ）は、長鎖トリグリセリドを加水分解する能力の低減をもたらす状態の１つである。ＥＰＩは、嚢胞性線維症（ＣＦ）、慢性膵炎（ＣＰ）、手術、がん（特に膵臓の）、発育不全、および損傷または感染の治療のための膵切除を含む、膵臓の外分泌機能に影響を及ぼし破壊する疾患から生ずる可能性がある。ＥＰＩの過程で、結果的に脂肪便と伴う脂質吸収不良は、典型的には、タンパク質または炭水化物の消化不良の場合よりも早く発症する。体重減少および脂肪便は、組織の異化状態、栄養の分流、および進行段階での吸収不良に起因して、全てのがんに一般的である。膵がんは、診断時に体重減少および吸収不良が患者の８０％〜９０％に存在するので、他のがんに比べて独特である。ＣＦ患者を含めたＥＰＩの大多数の人々は、有意な胃腸症状発現があり（約９０％）、脂肪酸の変質、長鎖脂肪酸、例えばＤＨＡおよび／またはＥＰＡの不均衡および欠乏をもたらし、これらは慢性化膿性肺疾患および胃腸症状などのＣＦ肺疾患の炎症特性に関与する可能性もある。一般にＥＰＩは、低下した膵リパーゼ分泌または効力と、脂質の消化不良および吸収不良とをもたらす可能性があり、低減したカロリー摂取、著しい体重減少、ＬＣ−ＰＵＦＡ欠乏、および胃腸症状であって、塊状で油状の悪臭便を伴う脂肪便、疼痛、鼓腸、嘔吐を含めたものがもたらされ、したがってクオリティオブライフに著しい影響を及ぼす可能性がある。
ＥＰＩを治療するための、または食餌もしくはＤＨＡやＥＰＡなどの補助ＬＣ−ＰＵＦＡ摂取を改善するための現行の選択肢は、膵リパーゼも含め、リパーゼ補助剤を食餌または栄養補助食品に添加して長鎖トリグリセリドの加水分解を改善することを含む。しかし膵酵素、特にこれらの補助食品中に存在する膵リパーゼは、しばしば胃酸およびペプシンによる分解に対して感受性があり、したがって摂取された酵素のごく少量のみが活性型で十二指腸に到達するようになる。E. Villeら、Digestion、６５巻：７３〜８１頁（２００１年）。さらに、ほとんどの商用リパーゼ補助剤は、ｐＨ７よりも下で著しく低減した安定性を有することが公知の動物性膵膵リパーゼから作製される。例えば、ＵＳ２０１０／０２３９５５９；D. Kasperら、Harrison's Principles of Internal Medicine １６版（２００４年）を参照されたい。そのようなリパーゼが胃を通過する時までに、かなりの量が不活性化されたようである。また、所与の長鎖脂肪酸を加水分解するために全てのリパーゼが同程度まで働くわけではなく、リパーゼの特性は重要な考慮事項であることが示される。R. Jensenら、Lipids、１８巻（３号）：２３９〜２５２頁（１９８３年）。さらに、ＥＰＩの一部の集団では、早産児または集中治療室の患者などにおいて、栄養調合物が厳重に規制されている。これらの制御された集団では、すでに承認された調合物に追加の原料を補うことは、望ましくなくまたは実現可能でもないと考えられる。
脂肪吸収不良を治療するためのおよび食餌脂肪摂取を改善するための、ケアの現行の基準は、ブタ酵素置換療法（porcine enzymatic replacement therapy（ＰＥＲＴ））と、ＭＣＴとして送達された過大なレベルの脂肪の使用とを含む。ＰＥＲＴでは、ブタ由来の膵酵素生成物を、食事およびスナックで経口投与する。ブタ由来の膵酵素は、典型的には、米国農務省または同等の欧州機関により認定された屠殺場で食物消費に使用される豚から収集した膵腺から抽出される。これらのブタ由来の膵酵素は、リパーゼ、トリプシン、キモトリプシン、エラスターゼ、プロテアーゼ、およびアミラーゼと、他の細胞成分とを含む、酵素の混合物を含有していてもよい。これらの生成物でのブタ由来の材料の使用および依存は、人畜共通ウイルスへのヒト感染、内因的ブタウイルスへの曝露、アレルギー反応、および高尿酸血症の提示を含んだ潜在的なリスクを課す可能性がある。さらに、ブタ由来の膵酵素の利用可能性は、疾患または他の農業上の重要課題に起因して供給群が選別される必要がある場合、問題となる可能性がある。
さらに、ブタ由来の膵酵素などのリパーゼ補助剤をポリマー樹脂コーティング（ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレートまたは他のフタレート）で覆って、胃の低ｐＨ環境で不活性化されるのを防止しなければならない。ポリマーコーティングは凡そ、そのようなカプセルの重量の約３０％を構成し、非消化性であり、全身で吸収され、腎臓により排出される。これらの理由で、免疫力低下患者または乳児、特に早産児におけるＰＥＲＴの使用は、多くの潜在的な安全性の問題に起因して実用的ではない。さらに、酸保護コーティングは役に立ってきたが、ある程度の吸収不良は持続し、ＥＰＩの患者への酵素補給剤の用量を増加させる必要がある。この脂肪酸吸収不良の持続は、経腸的に被覆された酵素の使用であっても、ＥＰＩの患者の十二指腸および空腸上部がしばしば酸性環境になるという事実に起因する可能性があり、したがって期待されるｐＨの上昇は実現されず、保護コーティングは酵素が放出されるように適正に溶解しない。D. Graham、New England J. Med.、２９６巻（２３号）：１３１４〜１３１７頁（１９７７年）。これらの問題は共に、投与される酵素の用量を増加させることによって対処されてきた。大量の膵液消化酵素は、大腸を損傷させて線維化性結腸疾患をもたらすことが観察されている。D. Bansiら、Gut、４６巻：２８３〜２８５頁（２０００年）；D. Borowitzら、J. Pediatr.、１２７巻：６８１〜６８４頁（１９９５年）。
臨床背景では、いくつかの製造業者が、脂肪の食餌由来の脂肪として構造化脂肪または構造化脂質を使用し始めている。構造化脂肪または脂質は、エステル分解と呼ばれるプロセスで、中鎖および長鎖トリグリセリドのグリセロール主鎖から脂肪酸を分離することによって創出される。次いで発生した脂肪酸を、再エステル化を通して再接合することにより、トリグリセリド含有中鎖および長鎖脂肪酸を、同じグリセロール主鎖上に創出する。構造化脂肪または脂質は、脂肪酸およびモノグリセリドを身体が適正に吸収できるようにリパーゼにより加水分解されることを依然として必要とするので、この脂肪または脂質は栄養補助食品としてそれらの有効性が限定される。構造化脂肪または脂質を創出するのに使用されるこのランダムな再エステル化は、この再エステル化が正しくないグリセロール主鎖で生じる可能性があり、潜在的に長鎖ポリ不飽和脂肪をその正しくないグリセロール部位に残すので、身体が容易に吸収可能な脂肪を生成しないと考えられる。
臨床診療において、ブタ由来膵酵素カプセルの平均日用量は１日当たり１７から５０カプセルまで様々であってもよく、ブタ由来膵酵素、ポリマーコーティング、および食物消費の固有の多様性に起因して個別化される必要があると考えられ、一部の患者では、他の薬物を摂取していることでクオリティオブライフが著しく影響を受ける可能性がある。膵酵素を摂取しないことによる栄養不良のリスクは、高用量であったとしても、フタレートに関係する潜在的リスクよりも非常に大きいので、ＣＦの患者には、処方された通りにその膵酵素を摂取し続けることが勧められる。残念ながら、前述のように、高用量のブタ膵酵素補給剤は、ＣＦの患者の線維化性結腸疾患に関連あることが見出されている。
必要とされるカロリー摂取およびＬＣ−ＰＵＦＡの吸収を補うために、ＥＰＩの患者および／またはＬＣ−ＰＵＦＡを不適切に吸収する人々は、ＰＥＲＴにおけるブタ由来膵酵素カプセルの経口摂取と共に、経腸栄養補給を通して液体栄養調合物を消費してもよい。しかし、栄養液とブタ由来膵酵素カプセルの投与との間の時間差、および／またはカプセルから放出された酵素の利用可能性と経腸調合物の使用との間の小腸における同期化の欠如が存在する可能性があり、それが非効率的な酵素活性をもたらす可能性があり、したがって脂肪加水分解および吸収が低減する。少なくとも上記制限が組み合わされた場合、ＰＥＲＴは、脂肪、特にＬＣ−ＰＵＦＡの不適切な吸収、消化不良、および吸収不良の問題を解決することができず、カロリー摂取を制限し、脂肪酸の不均衡および／または欠乏を創出し、胃腸症状を悪化させ、高体積の栄養液を必要とする可能性があり、したがってクオリティオブライフに著しい影響を及ぼす可能性がある。
したがって、栄養を必要としている人にＬＣ−ＰＵＦＡなどの容易に吸収可能な脂肪（遊離脂肪酸およびモノグリセリド）を送達するための、デバイスおよび方法の必要性が存在する。さらに、胃腸管に直接、モノグリセリドおよび遊離脂肪酸の形をとる吸収可能な脂肪が送達されるように、長鎖トリグリセリドを効率的に加水分解することが可能なデバイスおよび方法の必要性が存在する。本明細書に記述される本開示の実施形態は、現在利用可能な治療の選択肢の制限の１つまたは複数を克服すること、および食餌脂肪、例えばＬＣ−ＰＵＦＡを適切に加水分解する能力が損なわれた人々のクオリティオブライフを改善することを目標とする。
Brennaら、Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids、８０巻（２〜３号）：８５〜９１頁（２００９年）
本開示の実施形態は、摂取直前にリパーゼに栄養調合物を曝露することによって、栄養調合物中の脂肪を加水分解するためのデバイスおよび方法を対象とする。本開示の様々な実施形態は、下記の態様の１つまたは複数を含んでいてもよい。
一実施形態によれば、リパーゼに栄養調合物を曝露することによって栄養調合物中のトリグリセリドおよび脂肪酸エステルを加水分解するための経腸栄養補給デバイスは、チャンバを収容する本体を含んでいてもよい。デバイスは、供給源チューブと流体カップリングするように構成された入口を含んでいてもよく、供給源チューブからデバイスに進入しかつチャンバに流入するための栄養調合物用の経路が創出される。デバイスは、経腸栄養補給チューブと流体カップリングするように構成された出口を含んでいてもよく、チャンバから出て行きかつ経腸栄養補給チューブに流入するための栄養調合物用の経路が創出される。デバイスは、チャンバ内に含有された複数の粒子を含んでいてもよく、リパーゼが複数の粒子のそれぞれと共有結合されていてもよい。デバイスは、入口とチャンバとの間に位置付けられた入口フィルタを含んでいてもよく、入口フィルタは、栄養調合物が入口からチャンバ内に流入するときにこの栄養調合物の流路を拡げるように構成された第１の複数の開口を含有する。デバイスは、チャンバと出口との間に位置付けられた出口フィルタを含んでいてもよく、この出口フィルタは、第２の複数の開口を有し、第２の複数の開口は、複数の粒子よりも小さい。栄養調合物中のトリグリセリドおよび脂肪酸エステルは、それらがチャンバ内に含有される複数の粒子を通過するときに、加水分解されてもよい。
経腸栄養補給デバイスの様々な実施形態は、下記の特徴の１つまたは複数を含んでいてもよい：複数の粒子は、乾燥したときにチャンバの少なくとも５０％を満たしてもよく；複数の粒子は、乾燥したときにチャンバの少なくとも８０％を満たしていてもよく；複数の粒子は、乾燥したときにチャンバの少なくとも９０％を満たしていてもよく；複数の粒子は、栄養調合物に曝露されたときにチャンバの少なくとも８０％を満たしていてもよく；複数の粒子は、栄養調合物に曝露されたときにチャンバの少なくとも９０％を満たしていてもよく；複数の粒子は、乾燥したときに、栄養調合物に曝露されたときと実質的に同じチャンバの量を満たしていてもよく；複数の粒子は、乾燥したときに、複数の粒子が栄養調合物に曝露されたときよりも少ないチャンバを満たし得るように膨潤していてもよく；複数の粒子の少なくとも１つの外面は、少なくとも部分的に疎水性であってもよく；デバイスは、ポンプによって設定された流量と出口から出て行く栄養調合物の流量との間に３０％未満の差があるように構成されていてもよく；複数の粒子の少なくとも１つは、ジメタクリル酸エチレングリコール、メタクリル酸ブチル、またはメタクリル酸グリシジルの１種または複数で形成されていてもよく；複数の粒子の少なくとも１つは、重量で約５０％から約６０％の間のジメタクリル酸エチレングリコールで形成されていてもよく；複数の粒子の少なくとも１つは、重量で約３０％から約４５％の間のメタクリル酸ブチルで形成されていてもよく；複数の粒子の少なくとも１つは、重量で約０．０１％から約１０％の間のメタクリル酸グリシジルで形成されていてもよく；複数の粒子の少なくとも１つは、ポリエチレングリコールを含む親水性コーティングを有していてもよく；複数の粒子の少なくとも１つは、重量で約０％から約１０％の間のポリエチレングリコールで形成されていてもよく；複数の粒子の少なくとも１つは、実質的に中実な断面を有していてもよく；複数の粒子の少なくとも１つは、実質的に滑らかな外面を有していてもよく；複数の粒子の少なくとも１つは、不規則な外面を有していてもよく；複数の粒子の少なくとも１つは、少なくとも１つの粒子内に内面を形成する多孔質断面を有していてもよく；多孔質断面の細孔の中位径または平均直径は、約１ｎｍから約５０ｎｍの範囲であってもよく；多孔質断面の細孔の中位径または平均直径は、約１ｎｍから約５０μｍの範囲であってもよく；リパーゼは、内面に共有結合されていてもよく；複数の粒子の少なくとも１つの外面または内面の少なくとも１つは、官能基を含んでいてもよく；官能基はエポキシ基であってもよく；リパーゼは、エポキシ基に共有結合されていてもよく；リパーゼは、Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｖｉｓｃｏｓｕｍリパーゼ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓリパーゼ、またはＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼの少なくとも１種から選択されてもよく；複数の粒子の中位径または平均直径は、約１００μｍから約８００μｍの間であってもよく；複数の粒子の中位径または平均直径は、約２００μｍから約５００μｍの間であってもよく；複数の粒子は、第１の群の粒子および第２の群の粒子を含んでいてもよく、第１の群の粒子は、第２の群の粒子の中位径または平均直径とは異なる中位径または平均直径を有し；複数の粒子に共有結合されたリパーゼの量は、複数の粒子１ｇ当たり約５ｍｇから約５００ｍｇの範囲内にあってもよく；第１の複数の開口または第２の複数の開口の少なくとも１つの平均サイズは、複数の粒子の平均直径よりも約１０％から約６０％の間で小さくてもよく；第１の複数の開口または第２の複数の開口の少なくとも１つは、複数の曲がりくねった経路を含んでいてもよく；入口フィルタは、入口フィルタを通過するときに栄養調合物を乳化するように構成された、少なくとも１種の乳化剤で被覆されていてもよく；入口フィルタおよび出口フィルタは、それぞれ、約０．１ｍｍから約１０ｍｍの間の厚さを有していてもよく；デバイスは、リン脂質を加水分解するようにさらに構成されていてもよい。
本開示は、その適用例が、構成の詳細にかつ以下の説明で記述されるまたは図面に例示される構成要素の配置構成に限定されないことを理解されたい。本開示は、記述されているものの他に具体化すること、および様々な方法で実用化し実施することが可能である。また、本明細書で用いられる語法および用語法ならびに要約は、記述することを目的とし、限定されるとみなすべきではないことも理解されたい。
したがって当業者なら、本開示がそれに基づく概念は、本開示のいくつかの目的を実施するためのその他の構造、方法、およびシステムを設計するための基本として容易に使用されてもよいことが、理解されよう。したがって特許請求の範囲は、本開示の精神および範囲から逸脱しない限りにおいて、そのような均等な構成を含むとみなすべきであると理解することが重要である。
本明細書に組み込まれかつ一部を構成する添付図面は、本開示の例示的な実施形態を示し、記述内容と一緒になって、本開示の原理を説明する働きをする。
図１は、本開示の実施形態による、栄養調合物を供給し加工するための例示的なシステムを示す。
図２は、本開示の実施形態による、例示的な脂肪加水分解デバイスの断面を示す。
図３Ａは、本開示の実施形態による、例示的な脂肪加水分解デバイスの断面を示す。
図３Ｂは、本開示の実施形態による、例示的な脂肪加水分解デバイスの斜視図を示す。
図４Ａは、本開示の実施形態による、例示的な脂肪加水分解デバイスの出口の断面を示す。
図４Ｂは、図４Ａに示される出口の一部の拡大図を示す。
図４Ｃは、図４Ａの出口の斜視図を示す。
図５は、本開示の実施形態による、例示的な粒子の走査型電子顕微鏡画像である。
図６Ａは、本開示の実施形態による、例示的な脂肪加水分解デバイスの断面を示す。
図６Ｂは、本開示の実施形態による、例示的な脂肪加水分デバイスの断面を示す。
図７Ａは、本開示の実施形態による、例示的な粒子の表面の拡大図を示す。
図７Ｂは、本開示の実施形態による、例示的な粒子の表面の拡大図を示す。
図７Ｃは、本開示の実施形態による、例示的な粒子の拡大断面を示す。
図７Ｄは、本開示の実施形態による、例示的な粒子の拡大断面を示す。
図７Ｅは、本開示の実施形態による、例示的な粒子の拡大断面を示す。
図７Ｆは、本開示の実施形態による、例示的な粒子の拡大断面を示す。
図８Ａは、本開示の実施形態による、例示的な粒子の走査型電子顕微鏡画像である。
図８Ｂは、本開示の実施形態による、例示的な粒子の断面の走査型電子顕微鏡画像である。
図９は、本開示の実施形態による、例示的な粒子の内部構造を示す走査型電子顕微鏡画像である。
図１０Ａは、本開示の実施形態による、例示的なリパーゼ分子の結晶構造の概略図である。
図１０Ｂは、本開示の実施形態による、例示的な粒子の概略図である。
図１０Ｃは、本開示の実施形態による、図１０Ｂの例示的な粒子に結合された図１０Ａの複数のリパーゼ分子の概略図である。
図１０Ｄは、本開示の実施形態による、図１０Ｃの複数の結合粒子を含有する例示的な脂肪加水分解デバイスの断面を示す。
図１１は、本開示の実施形態による、例示的粒子に付着したリパーゼの比活性度を比較したグラフである。
図１２は、本開示の実施形態による、例示的粒子からのリパーゼの放出を比較したグラフである。
図１３は、本開示の実施形態による、例示的脂肪加水分解デバイスにより加水分解された経腸調合物Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の試料において生成された遊離脂肪酸の量を示すグラフである。
図１４は、本開示の実施形態による、例示的リパーゼ分子によるトリグリセリド分子の加水分解の概略図である。
図１５は、本開示の実施形態による、例示的粒子の拡大概略図である。
図１６Ａは、本開示の実施形態による、例示的フィルタメッシュ材料の断面の拡大概略図である。
図１６Ｂは、本開示の実施形態による、例示的フィルタメッシュ材料の断面の拡大概略図である。
図１７は、本開示の実施形態による、異なる期間での例示的脂肪加水分解デバイスによる栄養調合物の流動を示す図である。
図１８は、本開示の実施形態による、３回の試験運転における例示的脂肪加水分解デバイスによる例示的栄養調合物の流量を示すグラフである。
図１９は、本開示の実施形態による、３回の試験運転における例示的脂肪加水分解デバイスによる例示的栄養調合物の流量を示すグラフである。
図２０は、本開示の実施形態による、３回の試験運転における例示的脂肪加水分解デバイスによる例示的栄養調合物の流量を示すグラフである。
図２１は、本開示の実施形態による、３回の試験運転における例示的脂肪加水分解デバイスによる例示的栄養調合物の流量を示すグラフである。
図２２は、本開示の実施形態による、３回の試験運転における例示的脂肪加水分解デバイスによる例示的栄養調合物の流量を示すグラフである。
図２３は、本開示の実施形態による、３回の試験運転における例示的脂肪加水分解デバイスによる例示的栄養調合物の流量を示すグラフである。
図２４は、本開示の実施形態による、例示的経腸栄養補給回路を介した例示的栄養調合物の流量を比較したグラフである。
図２５は、本開示の実施形態による、３回の試験運転における例示的脂肪加水分解デバイスによる例示的栄養調合物の流量を示すグラフである。
図２６は、本開示の実施形態による、例示的脂肪加水分解デバイスによる例示的栄養調合物の流量を示すグラフである。
図２７は、４時間模擬栄養補給期間にわたる、例示的脂肪加水分解デバイスによる例示的栄養調合物の流量を示すグラフである。
図２８は、本開示の実施形態による、市販の経腸調合物の脂肪含量および脂肪の種類を示すグラフである。
図２９は、本開示の実施形態による、例示的脂肪加水分解デバイスを使用して図１６の例示的経腸調合物から加水分解された脂肪のパーセンテージを示すグラフである。
図３０は、本開示の実施形態による、例示的脂肪加水分解デバイスにより加水分解された経腸調合物Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の試料における遊離脂肪酸の量の累積を示すグラフである。
図３１は、本開示の実施形態による、例示的脂肪加水分解デバイスにより加水分解された経腸調合物Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の試料における遊離脂肪酸の量の累積を示すグラフである。
図３２は、本開示の実施形態による、例示的脂肪加水分解デバイスに対して市販のリパーゼ補助剤を使用した場合に達成された、例示的栄養調合物における遊離脂肪酸の量の累積を比較したグラフである。
図３３は、図３２に示される３つの試料中の脂肪の計算加水分解効率を比較したグラフである。
図３４は、本開示の実施形態による、例示的脂肪加水分解デバイスを使用した模擬栄養補給の間の代表的な複合栄養調合物からの脂肪の加水分解を示すグラフである。
図３５は、実施例１３において説明される６週間ブタ試験の試験デザインおよび手順を示す概略図である。
図３６Ａは、非加水分解調合物が栄養補給された膵外分泌機能不全を有するブタ（ＥＰＩブタ）の便の外観を示す図である（「ＥＰＩ」）。
図３６Ｂは、粒子に付着した例示的Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼにより事前に加水分解された調合物が栄養補給されたＥＰＩブタの便の外観を示す図である（「ＥＰＩ＋ｉＲＯ」）。
図３７は、健康（「健康」）、ＥＰＩ、およびＥＰＩ＋ｉＲＯブタの便試料において測定された脂肪を比較したグラフである。
図３８Ａは、健康、ＥＰＩ、およびＥＰＩ＋ｉＲＯブタの調合物摂取量の平均を比較したグラフである。
図３８Ｂは、健康、ＥＰＩ、およびＥＰＩ＋ｉＲＯブタの体重の平均を比較したグラフである。
図３９は、食前血液試料において測定された、健康、ＥＰＩ、およびＥＰＩ＋ｉＲＯブタの血漿多価不飽和遊離脂肪酸レベルを比較したグラフである。
図４０Ａは、健康、ＥＰＩ、およびＥＰＩ＋ｉＲＯブタにおける血漿多価不飽和遊離脂肪酸濃度（平均±ＳＤ）を比較したグラフである。
図４０Ｂは、食後試料において測定された、健康、ＥＰＩ、およびＥＰＩ＋ｉＲＯブタにおける多価不飽和遊離脂肪酸濃度（平均±ＳＤ）を比較したグラフである。
図４１は、健康、ＥＰＩ、およびＥＰＩ＋ｉＲＯブタの心臓、肝臓、脂肪、および海馬におけるＡＡおよびＤＨＡの平均沈着を比較したグラフである。
図４２は、実施例１４において説明される１２日間ブタ試験の試験デザインおよび手順を示す概略図である。
図４３は、実施例１４において説明される対照群および試験群の小腸の平均粘膜厚さを比較したグラフである。
図４４は、実施例１２において説明される対照群および試験群のＤＨＡおよびＥＰＡ空腹時血漿レベルの平均変化を比較したグラフである。
図４５は、実施例１４において説明される、対照群の固形食の前および後、ならびに試験群のＧチューブ栄養補給の前および後の、血液試料から測定された脂質吸収を比較したグラフである。
図４６は、実施例１４において説明される対照群および試験群の平均タンパク質吸収係数を比較したグラフである。
図４７は、実施例１４において説明される、非加水分解栄養調合物が栄養補給された対照群、および例示的脂肪加水分解デバイスで事前に加水分解された栄養調合物が栄養補給された試験群の、ＥＰＩブタの平均脂肪吸収を比較したグラフである。
図４８Ａは、実施例１５において説明される対照群および試験群のＥＰＡの薬力学的（phramacodynamic）プロファイルを比較したグラフである。
図４８Ｂは、実施例１５において説明される対照群および試験群のＤＨＡの薬力学的プロファイルを比較したグラフである。
図４９Ａは、実施例１６において説明される対照群および試験群のＤＨＡおよびＥＰＡの経時的な血漿レベルを比較したグラフである。
図４９Ｂは、実施例１６において説明される対照群および試験群の全ＤＨＡおよびＥＰＡの絶対的増加を比較したグラフである。
次に、以下に記述されかつ添付図面に例示される、本開示の例示的な実施形態について詳細に参照する。可能な場合はどこでも、同じまたは同様の部分を指すのに図面全体を通して同じ参照符号を使用することにする。
本開示を、摂取前に栄養調合物を供給し加工するための、デバイス、方法、およびシステムなどの特定の適用例の例示的な実施形態を参照しながら本明細書に記述するが、本明細書に記述される実施形態は、それらに限定されないことが理解される。当業者、および本明細書に提示される教示の利用は、本開示の範囲内に全てが包含される追加の修正例、適用例、実施形態、および均等物の置換例を認識することになる。例えば、本開示のデバイスおよび方法は、乳児、子供、または成人に向けた医療および栄養の目的で、病院で、支持療法施設で、長期療養施設で、または家庭内での使用のために、または獣医学的使用のために、または家畜に使用するために必要とされる脂肪酸を供給することを含むが、これらに限定することのない任意の適切な適用例に用いられてもよい。本明細書に開示されるデバイスは、他の適切な脂肪含有脂質と共に使用することもできる。したがって本開示は、前述のまたは以下の記述により限定されるとはみなされない。
図１は、栄養補給チューブを介して対象に栄養調合物１１０を与えるための経腸供給システム１００の、例示的な実施形態を示す。システム１００は、脂肪加水分解デバイス２００、ポンプ１２０、栄養調合物１１０の供給源およびデバイス２００を流体接続している第１のチューブ１２２を含んでいてもよい。栄養調合物１１０は、栄養補給バッグ、バイアル、シリンジ、またはボトルなどの適切な容器に含有されていてもよい。栄養調合物１１０は、供給源から第１のチューブ１２２を経て加工用のデバイス２００に流れる。システム１００は、デバイス２００に接続するよう構成された端部と、加工された栄養調合物１１０をデバイス２００から患者に送達して摂取させるため、患者に接続されるよう構成された反対側の端部とを有する、第２のチューブ１２４も含む。第２のチューブ１２４は、経腸栄養補給チューブ、例えば胃、経鼻胃、経鼻十二指腸、経鼻空腸、胃瘻、胃空腸吻合、空腸造瘻、ＰＥＧチューブ、または経空腸栄養補給チューブであって、栄養調合物１１０を、例えば鼻、口、胃、または腹部を通して対象の胃腸管に送るチューブであってもよい。システム１００は、現行の標準的な経腸栄養補給活動に合わせて使用されてもよい。
システム１００は、栄養調合物１１０を治療現場で送達し加工して、デバイス２００により、摂取直前に栄養調合物１１０に含有される脂肪を加水分解できるように構成される。本明細書で使用される「栄養調合物」という用語は、例えばタンパク質、炭水化物、脂肪、水、ミネラル、および／またはビタミンを含有する複合混合物を指し、特別に調合され加工された液体食品；経口摂取を用いることによる人の部分的または独占的栄養補給、あるいはチューブによる栄養補給のために使用される液体；治療必要性または医学的必要性が理由で、通常の食材またはある特定の栄養素を摂取、消化、吸収、または代謝する能力に限りがありまたは損なわれている人の食餌管理のために使用される液体；医学的に決定される栄養要件を満たす液体；ならびに食餌管理および通常の食餌の修正のみを介して対象に提供することができない栄養素を対象に送達するように設計された液体を含んでいてもよい。栄養調合物１１０は、理解される科学原理に基づいて明確に区別される栄養要件が医学的評価によって確立される、疾患または状態の特定の食餌管理が意図される調合物を含んでいてもよく、あるいは、症状を管理するためのまたは疾患もしくは状態のリスクを低減させるための全体的な食餌の部分として使用される、液体食品を含んでいてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０は、医学管理下で対象に送達されてもよく、能動的で継続的な医学管理を受ける人のみを対象としてもよく、または監視されているときまたは監視されていないときのいずれかで家庭内での使用のために対象に送達されてもよい。
栄養調合物１１０は、乾燥粉末または油としてパックされ、次いで溶媒と混合されて、溶液を形成してもよい。他の実施形態では、栄養調合物１１０を、液体栄養調合物、飲料、またはアルコール類としてパックしてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０は、市販されていてもよくまたは栄養補給前にヘルスケアの専門家により調製されてもよい。栄養調合物１１０は、人乳の完全なまたは部分的な代替物としての、乳児および／または幼児用調合物であってもよく、ドナーミルクまたは母乳であってもよく、あるいは成人または高齢者の食餌を補うようにまたは完全に置き換わるように設計されてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０は、市販のまたは注文開発された調合物であって、ＬＣ−ＰＵＦＡ、ビタミン、ミネラル、もしくはタンパク質の１種または複数を含むがこれらに限定されない追加の栄養素を供給し得る市販のもしくは注文開発された補助食品もしくは強化剤と組み合わせたものであってもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０は、ＭＣＴとＬＣＴとの組合せを含んでいてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０は、そこに含有される脂肪が加水分解をより受け易くなるように調整されてもよい。例示的な調整は、超音波処理、脂肪滴の破壊、または乳化の１つまたは複数であって、例えば物理的または化学的手段による（例えば、界面活性剤、界面活性剤様物質、またはプロテアーゼへの曝露による）ものを含んでいてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０は、ＤＨＡ、ＥＰＡ、および／またはＡＡなどの追加のＬＣ−ＰＵＦＡの必要のある対象、脂質の消化不良および吸収不良、カロリー摂取の低減、著しい体重減少、ＬＣ−ＰＵＦＡ欠乏などの状態を有する対象、および／または嚢胞性線維症（ＣＦ）、慢性膵炎（ＣＰ）、手術、がん、肝機能異常、胃腸障害、および発育不全を含む疾患を有する対象に対して処方されてもよい。一部の実施形態では、対象は、長鎖トリグリセリドを加水分解する能力が低減した膵外分泌不全（ＥＰＩ）を有していてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０は、医薬および／または栄養調合物１１０の必要がある対象に処方された、少なくとも１種の医薬を含んでいてもよく、または栄養調合物１１０は、それ自体が処方医薬であってもよい。
栄養調合物１１０は、ＭＣＴおよびＬＣＴなど、トリグリセリド形態にある少なくとも１種の脂肪を含む。一部の実施形態では、栄養調合物１１０は、水、マルトデキストリン、タンパク質、加水分解タンパク質、アミノ酸、ペプチド、中鎖トリグリセリド、ジグリセリド、モノグリセリド、コーンスターチ、魚油、大豆油、菜種油、綿実油、ヒマワリ油、オリーブ油（油は、精製されていてもいなくてもよい）、可溶性繊維、レシチン、塩化マグネシウム、アスコルビン酸ナトリウム、グアールガム、リン酸カルシウム、塩、塩化コリン、リン酸、クエン酸カルシウム、リン酸ナトリウム、タウリン、酸化マグネシウム、硫酸亜鉛、塩化カリウム、ナイアシンアミド、硫酸鉄、パントテン酸カルシウム、硫酸マンガン、塩酸ピリドキシン、硫酸銅、一硝酸チアミン、ベータ−カロテン、リボフラビン、ビタミンＡパルミテート、葉酸、ビオチン、セレン酸ナトリウム、塩化クロム、ヨウ化カリウム、モリブデン酸ナトリウム、可溶性繊維、フルクトオリゴ糖、プロバイオティクス、クエン酸、ビタミンＡ、ビタミンＤ、ビタミンＥ、ビタミンＢ１、ビタミンＢ２、ビタミンＢ３、ビタミンＢ５、ビタミンＢ６、ビタミンＢ７、ビタミンＢ９、およびビタミンＢ１２から選択される少なくとも１種の栄養素をさらに含んでいてもよい。例示的な栄養調合物およびシステムは、共に参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる、２０１３年２月１４日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０２６０６３、および２０１４年８月１４日に出願された米国特許出願第１４／３７８，８５６号に記載されている。
デバイス２００への、および最終的には対象への栄養調合物１１０の流れは、システム１００のポンプ１２０によって制御される。一部の実施形態では、ポンプ１２０が蠕動ポンプであってもよいが、任意の適切な種類の輸液ポンプ、例えばエラストマーポンプ、多チャンネルポンプ、シリンジポンプ、および／またはスマートポンプを使用してもよい。チューブおよび／またはデバイス２００を通る栄養調合物１１０の流量は、ポンプ１２０によって設定および／または調整されてもよい。一部の実施形態では、ポンプ１２０は、システム１００およびデバイス２００内の栄養調合物１１０の流量を調整し制御するための、プロセッサ、ディスプレイ、および／またはアクチュエータ（例えば、ボタン、ノブ、タッチスクリーンなど）含んでいてもよい。ポンプ１２０は、ヘルスケアの提供者および／または栄養調合物１１０を受ける対象によって、調整および設定されてもよい。ポンプ１２０は、連続栄養補給、パルス状栄養補給、間欠栄養補給、ボーラス栄養補給、および／またはフラッシングを行ってもよく、流体の送達は、自動的に、半自動的に、または手動により設定または調整されてもよい。
一部の実施形態では、ポンプ１２０はスマートポンプであってもよい。ポンプ１２０は、システム１００からのタイミングまたはフィードバックに基づいて、流量の自動調整を行ってもよい。ポンプ１２０は、指定された限度の範囲外に包含されるポンプ１２０のパラメータをユーザが設定する時を知らせる、ユーザ警告を含んでいてもよい。ポンプ１２０は、栄養調合物１１０の実際の流量がポンプ１２０の設定パラメータの範囲外に包含される時、警告を送信してもよい。パラメータは、ポンプ１２０のメモリに保存されてもよく、または特定の送達レジームに合わせて入力および／または調整してもよい。
他の実施形態では、システム１００は、ポンプ１２０を含んでいなくてもよく、代わりに、デバイス２００を通して栄養調合物１１０を流すのに重力に依存してもよい。栄養調合物１１０の供給源の相対的位置決めにより、栄養調合物１１０は、重力のみの影響下でチューブおよびデバイス２００内に流すことを可能にしてもよい。例えば栄養調合物１１０の容器は、図１に示されるように、デバイス２００の上方および／または対象の上方に配置されてもよい。
他の実施形態では、ポンプ１２０をシリンジで置き換えてもよい。シリンジは、栄養調合物１１０で満たされていてもよく、チューブまたはデバイス２００における栄養調合物１１０の流量は、手動で、半自動的に、または自動的に、シリンジを使用することにより設定および／または調整してもよい。例えば栄養調合物１１０は、自動インジェクタ式デバイスの内側に設けられたプレフィルドシリンジ内に、事前にパックされていてもよい。事前にパックされた調合物は、ポンプ「エンジン」（例えば、ばね仕掛けのピストン）を含有していてもよく、デバイス２００を通して栄養補給チューブへと調合物を送達するのに使用されてもよい。
他の実施形態では、システム１００は、栄養調合物１１０をチューブおよび／またはデバイス２００内に推進させる圧力降下または流動推進力を発生させるのに、任意の適切な手段、例えばバルーンまたはその他の適切な圧力発生デバイスを使用してもよい。
図２は、本開示による例示的なデバイス２００を示す。デバイス２００は、入口２１２、チャンバ２２２、および出口２３０を有する本体２１０を含んでいてもよい。チャンバ２２２は、複数の粒子３００を含有していてもよい。デバイス２００は、第１のチューブ１２２および経腸チューブ１２４にそれぞれ流体接続されるように構成された、第１のコネクタ２４０および第２のコネクタ２７０をさらに含んでいてもよい。一部の実施形態では、デバイス２００は、入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０を含んでいてもよい。例えば、入口フィルタ２５０は、入口２１２に隣接して位置付けられていてもよく、出口フィルタ２６０は出口２３０に隣接して位置付けられてもよい。一部の実施形態では、入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０は、チャンバ２２２を協働的に画定してもよいが、一部の実施形態では、入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０のいずれかまたは両方が、チャンバ２２２の内部または外側に位置付けられていてもよい。例えば、チャンバ２２２を協働的に画定する床および天井があってもよい。床および天井は、チャンバ２２２の上部および底部にある１つまたは複数の開口を画定してもよく、かつ／または流体がチャンバ２２２内を通過できるように多孔質であってもよい。入口フィルタ２５０は、入口２１２に隣接するチャンバ２２２の天井の開口の上方に位置付けられてもよく、かつ／または出口フィルタ２６０は、出口２３０に隣接するチャンバ２２２の床にある開口の下に位置付けられていてもよい。一部の実施形態では、入口フィルタ２５０は、チャンバ２２２内の、天井の下に位置付けられていてもよく、かつ／または出口フィルタ２６０は、チャンバ２２２内の、床の上方に位置付けられていてもよく、またはそれらの位置の任意の組合せであってもよい。入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０は、粒子３００がデバイス２００から出て行くのを防止してもよい。さらに、または代替として、フィルタは、異物がデバイス２００および／または経腸チューブ１２４に進入するのを防止してもよい。粒子３００は、チャンバ２２２内の入口フィルタ２５０と出口フィルタ２６０との間に位置付けられていてもよい。入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０は、栄養調合物１１０がデバイス２００内を流れるときに、チャンバ２２２内に粒子３００を保有していてもよい。入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０にある、より小さい細孔の開口は、脂肪の乳化および分解を支援してもよい。
図３Ａに示されるように、本体２１０は、１つまたは複数の追加のチャンバを含んでいてもよい。例えば本体２１０は、入口チャンバ２１４、入口フィルタ２５０を保持するための入口フィルタチャンバ２１８、出口フィルタ２６０を保持するための出口フィルタチャンバ２２４、および／または出口チャンバ２２８を含んでいてもよい。一部の実施形態では、入口フィルタ２５０の周辺は、入口フィルタチャンバ２１８の内部周辺の場合とほぼ同じ形状およびサイズであってもよい。入口フィルタ２５０は、例えば摩擦嵌め、圧入、スナップ嵌め、捩り嵌め、および／または超音波溶接を介して、入口フィルタチャンバ２１８に固定されていてもよい。一部の実施形態では、入口フィルタチャンバ２１８の周辺は、チャンバ２２２の内部周辺より小さくてもよい。一部の実施形態では、入口フィルタチャンバ２１８の周辺は、入口フィルタ２５０をチャンバ２２２に対してかつ／または外で保持させるための縁部が存在し得るように、チャンバ２２２の場合より大きくてもよい。他の実施形態では、入口フィルタ２５０は、入口チャンバ２１４または入口２１２に配置されていてもよい。一部の実施形態では、入口チャンバ２１４は、逆さになった漏斗のように成形され、入口２１２から外向きになるように溶接される。入口チャンバ２１４の広い端部の内側周辺は、縁２２０が入口チャンバ２１４に対して入口フィルタ２５０を保持し得るように、入口フィルタチャンバ２１８の周辺より小さくてもよい。他の実施形態では、デバイス２００は入口チャンバ２１４を含んでいなくてもよい。
出口フィルタ２６０の配置は、入口フィルタ２５０の場合に類似した構成を有していてもよい。例えば、一部の実施形態では、出口フィルタ２６０の周辺は、出口フィルタチャンバ２２４の内部周辺とほぼ同じ形状およびサイズであってもよい。出口フィルタ２６０は、例えば摩擦嵌め、圧入、スナップ嵌め、捩り嵌め、および／または超音波溶接を介して出口フィルタチャンバ２２４に固定されてもよい。一部の実施形態では、出口フィルタチャンバ２２４の内部周辺は、縁２２６がチャンバ２２２に対しておよび／または外に出口フィルタ２６０を保持し得るように、チャンバ２２２の場合より大きくてもよい。他の実施形態では、出口フィルタ２６０は、出口チャンバ２２８に位置付けられてもよい。一部の実施形態では、出口チャンバ２２８の内部周辺は、縁部が出口チャンバ２２８に対しておよび／または外に出口フィルタ２６０を保持し得るように、出口フィルタチャンバ２２４の内部周辺より小さくてもよい。他の実施形態では、本体２１０は出口チャンバ２２８を含んでいなくてもよい。
一実施形態では、本体２１０の内部領域は、中空円筒のように成形されてもよい。別の実施形態では、本体２１０の内部領域は、例えば、中空円錐台または中空多角柱（三角柱、四角柱、五角柱、六角柱、または十角柱など）のように成形されてもよい。周辺は、デバイス２００の長さに沿ってサイズが一貫していてもよく、または変化していてもよく、例えばテーパ状および／またはフレア状であってもよい。壁は、滑らかであってもテクスチャ付きであってもよい。デバイス２００の種々の内部は、種々の形状またはテクスチャを有していてもよい。図３Ｂで、本体２１０の外面は多角柱のように成形されるが、その外部は任意の適切な形状を有していてもよく、例えば円筒、多角形などであってもよい。外面は、ユーザが容易に取扱いまたは把持できるように、１つまたは複数のテクスチャ付き領域、表面、刻み目、または隆起を有していてもよい。図３Ａおよび３Ｂでわかるように、内部および外部形状は同じでなくてもよいが、他の実施形態では、それらは同じであってもよい。本体２１０は、任意の適切な形状であってもよく、少なくとも１つのチャンバ２２２を含んでいてもよい。例示的な実施形態では、チャンバ２２２は、円形または楕円形の断面を有していてもよい。例示的な実施形態では、２つ以上のチャンバ２２２が本体２１０に含まれていてもよく、直列にまたは並列に配置構成されていてもよく、流体接続されていてもよい。
一部の実施形態では、本体２１０の断面の内径は、約０．５ｃｍから約１．５ｃｍ、約０．５ｃｍから約２ｃｍ、約１．５ｃｍから約１．７ｃｍ、約２ｃｍから約４ｃｍ、約４ｃｍから約６ｃｍ、約６ｃｍから約８ｃｍ、約８ｃｍから約１２ｃｍ、または約１２ｃｍから約１５ｃｍの範囲であってもよい。一部の実施形態では、本体２１０の断面の直径は、本体２１０の長さに沿って、約１％から約５％、約５％から約１０％、約１０％から約２０％、約２０％から約３０％、約３０％から約４０％、約４０％から約５０％、約１％から約１０％、約１％から約２０％、約１％から約３０％、約１％から約４０％、または約１％から約５０％の範囲で減少しても増加してもよい。本体２１０の長さは、約１ｃｍから約５ｃｍ、約２ｃｍから約６ｃｍ、約４ｃｍから約６ｃｍ、約４ｃｍから約８ｃｍ、約１ｃｍから約６ｃｍ、約１ｃｍから約８ｃｍ、または約１ｃｍから約１０ｃｍの範囲であってもよく、デバイス２００の全長は、約１．５ｃｍから約６．５ｃｍ、約２ｃｍから約６．５ｃｍ、約４．５ｃｍから約６．５ｃｍ、約４．５ｃｍから約８．５ｃｍ、約１．５ｃｍから約６．５ｃｍ、約１．５ｃｍから約８．５ｃｍ、約１．５ｃｍから約１２．５ｃｍ、約２．５ｃｍから約１５ｃｍ、約４．５ｃｍから約１５ｃｍ、約６．５ｃｍから約１５ｃｍ、約８．５ｃｍから約１５ｃｍ、約１０ｃｍから約１５ｃｍ、または約１．５ｃｍから約１５ｃｍの範囲であってもよい。一部の実施形態では、チャンバ２２２の体積は、約０．５ｍＬから約２ｍＬ、約２ｍＬから約５ｍＬ、約４ｍＬから約６ｍＬ、約５ｍＬから約８ｍＬ、約５ｍＬから約１０ｍＬ、約１０ｍＬから約１５ｍＬ、約１５ｍＬから約２０ｍＬ、約２５ｍＬから約３０ｍＬ、約０．５ｍＬから約４ｍＬ、約０．５ｍＬから約５ｍＬ、約０．５ｍＬから約６ｍＬ、約０．５ｍＬから約８ｍＬ、約０．５ｍＬから約１０ｍＬ、約０．５ｍＬから約１５ｍＬ、約０．５ｍＬから約２０ｍＬ、約０．５ｍＬから約２５ｍＬ、または約０．５ｍＬから約３０ｍＬの範囲であってもよい。
一部の実施形態では、入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０は、それぞれチャンバ２２２の上端および底端を形成してもよい。そのような実施形態では、本体２１０の長軸に沿ったチャンバ２２２の場所、および／またはチャンバ２２２の体積は、本体２１０内の入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０の場所を調整することによって、調整されてもよい。一部の実施形態では、本体２１０内の全体積は、約０．５ｍＬから約２ｍＬ、約２ｍＬから約５ｍＬ、約５ｍＬから約１０ｍＬ、約１０ｍＬから約１５ｍＬ、約１５ｍＬから約２０ｍＬ、約２５ｍＬから約３０ｍＬ、約０．５ｍＬから約１０ｍＬ、約０．５ｍＬから約１５ｍＬ、約０．５ｍＬから約２０ｍＬ、約０．５ｍＬから約２５ｍＬ、約０．５ｍＬから約３０ｍＬの範囲であってもよい。
一部の実施形態では、デバイス２００は、栄養調合物１１０をデバイス２００に送達するために第１のチューブ１２２を本体２１０に接続するよう構成された、第１のコネクタ２４０を含んでいてもよい。第１のコネクタ２４０は、栄養調合物１１０を受容する入口２４２、出口２４６、これら２つを流体接続するチャネル２４４を含んでいてもよい。第１のコネクタ２４０は、第１のコネクタ２４０を本体２１０に取着するよう構成された、嵌合部２４８を含んでいてもよい。一部の実施形態では、入口２４２は、一般に、円筒、漏斗、または円錐台の形状であってもよく、ＥＮＦｉｔ（商標）コネクタなどの任意の適切な標準化コネクタに一致するように設計されてもよい。一部の実施形態では、チャネル２４４は、入口２４２を本体２１０の入口２１２に流体接続してもよい。一部の実施形態では、入口２４２、または入口２４２およびチャネル２４４は、第１のチューブ１２２に接続された雄取付具と嵌合するよう構成された、雌取付具を形成してもよい。あるいは、第１のコネクタ２４０の外面は、第１のチューブ１２２に接続された雌取付具に嵌合するよう構成された、雄取付具を形成してもよい。雄および雌取付具は、任意の適切な機械的手段、例えば摩擦嵌め、圧入、捩り嵌め、スナップ嵌め、オーバーモールドもしくは成型、熱接合、接着結合、および／または溶接を介して嵌合してもよい。実際に、第１のコネクタ２４０は、デバイス２００をチューブ１２２に接続するための任意の適切なサイズおよび形状を有していてもよい。
一部の実施形態では、２つの部分を接続するために、本体２１０はリセス部２１６を含んでいてもよく、第１のコネクタ２４０の嵌合部２４８は相補的突起を形成してもよく、またはその逆であってもよい。第１のコネクタ２４０は、摩擦嵌め、捩り嵌め、スナップ嵌め、締め嵌め、圧入、オーバーモールドもしくは成型、熱接合、接着結合、および／または溶接を介して本体２１０に接続されてもよい。例えば、第１のコネクタ２４０は、嵌合部２４８がリセス部２１６に接するまで本体２１０に対して押してもよく、かつ／またはねじってもよい。他の実施形態では、第１のコネクタ２４０および本体２１０は、ねじ機構を介して接続されてもよい。例えば、第１のコネクタ２４０および本体２１０は、第１のコネクタ２４０を本体２１０にねじ込むことにより第１のコネクタ２４０が本体２１０に締結され得るように、ひと組の相補的ねじ山を含んでいてもよい。一部の実施形態では、入口２１２の外壁の周辺は、チャネル２４４の内部周辺の場合より大きくてもよい。例えば、図３Ａに示されるように、第１のコネクタ２４０および本体２１０が適正に嵌合し接続された場合、入口２１２のリムは押されてもよくまたはチャネル２４４の開口に接してもよい。第１のコネクタ２４０の入口２４２およびチャネル２４４と、本体２１０の入口２１２とは流体接続され、栄養調合物１１０は第１のチューブ１２２から、第１のコネクタ２４０を通って本体２１０へと流れてもよい。
図３Ａは個別の第１のコネクタ２４０を示すが、一部の実施形態では、本体２１０が第１のチューブ１２２に直接接続されてもよく、個別の第１のコネクタ２４０は必要でなくてもよい。流路は、入口２４２、チャネル２４４、および入口２１２内を延びるように示されているが、この経路は他の部分を含んでいてもよくまたは他の実施形態では単一部分として形成されてもよいことが、企図される。
一部の実施形態では、入口２４２の直径は、約４ｍｍから約７ｍｍ、約５ｍｍから約１０ｍｍ、または約４ｍｍから約１０ｍｍの範囲であってもよく；入口２１２の直径は、約１ｍｍから約３ｍｍ、約２ｍｍから約４ｍｍ、約３ｍｍから約５ｍｍ、または約１ｍｍから約５ｍｍの範囲であってもよく；入口フィルタチャンバ２１４の直径は、約８ｍｍから約１２ｍｍ、約１２ｍｍから約１５ｍｍ、約１５ｍｍから約１８ｍｍ、または約８ｍｍから約１８ｍｍの範囲であってもよく；出口フィルタチャンバ２２４の直径は、約１０ｍｍから約１４ｍｍ、約１４ｍｍから約１７ｍｍ、約１７ｍｍから約２０ｍｍ、または約１０ｍｍから約２０ｍｍの範囲であってもよく；出口２３０の直径は、約１０ｍｍから約１５ｍｍ、約１５ｍｍから約２０ｍｍ、約２０ｍｍから約２５ｍｍ、または約１０ｍｍから約２５ｍｍの範囲であってもよく；嵌合チャネル２３４の直径は、約１２ｍｍから約１６ｍｍ、約１６ｍｍから約２０ｍｍ、約２０ｍｍから約２４ｍｍ、約２４ｍｍから約２８ｍｍ、または約１２ｍｍから約２８ｍｍの範囲であってもよい。
一部の実施形態では、第２のコネクタ２７０を使用して、デバイス２００を経腸チューブ１２４に接続してもよい。本体２１０は、出口２３０を取り囲むリム２３２を含んでいてもよく、リム２３２は、本体２１０を第２のコネクタ２７０に接続するための嵌合チャネル２３４を有していてもよい。図４Ａに示されるように、第２のコネクタ２７０は、入口２７２、入口チャンバ２７４、および出口２８２を含んでいてもよい。一部の実施形態では、第２のコネクタ２７０は、鍔２７６と、鍔２７６から入口２７２に向かって上方に突出する突起要素２７８とを含んでいてもよい。一部の実施形態では、第２のコネクタ２７０は、摩擦嵌め、圧入、捩り嵌め、締め嵌め、スナップ嵌め、オーバーモールド／成型、熱接合、接着結合、および／または溶接を介して、本体２１０に接続してもよい。例えば、第２のコネクタ２７０の入口チャンバ２７４の外部周辺は、そのサイズおよび形状が本体２１０の出口チャンバ２２８の内部周辺に相当して、第２のコネクタ２７０の入口チャンバ２７４が押され、ねじられ、またはその他の手法で本体２１０の出口チャンバ２２８内に受容されるようにしてもよい。一部の実施形態では、鍔２７６は押されてもよく、かつ／または本体２１０のリム２３２に接してもよく、突起要素２７８は嵌合チャネル２３４に嵌合してもよい。図４Ｂに示されるように、突起要素２７８の断面は、テーパ状になっており、嵌合チャネル２３４のテーパ形状に相補的であるが、突起要素２７８は、任意の適切な形状、例えば長方形、三角形、半円形、多角形、フレア状、球根状、または円錐形であって、嵌合チャネル２３４と一致させるための所定の寸法および角度を備えたものを有していてもよい。一部の実施形態では、嵌合チャネル２３４および突起要素２７８の断面の周辺は、同様に成形されまたは相補的であってもよい。
一部の実施形態では、第２のコネクタ２７０の入口２７２および本体２１０の出口２３０の周辺は、同様に成形されていてもよく、例えば円形、楕円形、長方形、五角形、または六角形であってもよく、互いに一致していてもよい。一部の実施形態では、図４Ｃに示されるように、第２のコネクタ２７０は、１つまたは複数のステップ付き管状部分を有する雄コネクタであってもよい。ステップ付き管状部分は、その外部周辺が追加のステップごとに減少している中空円筒または中空円錐台として成形されてもよい。第２のコネクタ２７０は、経腸チューブ１２４の雌取付具に接続するように構成されてもよい。例えば、第２のコネクタ２７０のステップ付き管状部分は、例えば摩擦嵌め、捩り嵌め、スナップ嵌め、締め嵌め、および／または圧入を介して、経腸チューブ１２４の雌コネクタのリセスに嵌合してもよい。他の実施形態では、第２のコネクタ２７０は、任意の適切な形状、例えば円錐、円錐台、または円筒を有していてもよく、ＥＮＦｉｔ（商標）コネクタなどの任意の適切な標準化コネクタに一致するように設計されていてもよく、滑らかであってもよく、または１つまたは複数の隆起を含んで、経腸チューブ１２４への接続を容易にしてもよい。一部の実施形態では、第２のコネクタ２７０は、経腸チューブ１２４の雄部分に接続するための雌部分であってもよい。実際に、第２のコネクタ２７０は、デバイス２００を経腸チューブ１２４に接続するための任意の適切なサイズおよび形状を有していてもよい。
一部の実施形態では、第１のコネクタ２４０および第２のコネクタ２７０の少なくとも１つが、ＥＮＦｉｔ（商標）コネクタなどの任意の適切な標準化コネクタであってもよい。
一部の実施形態では、嵌合チャネル２３４の直径は、約１２ｍｍから約１６ｍｍ、約１６ｍｍから約２０ｍｍ、約２０ｍｍから約２４ｍｍ、約２４ｍｍから約２８ｍｍ、または約１２ｍｍから約２８ｍｍの範囲であってもよく；入口２７２および入口チャンバ２７４の内径は、約４．５ｍｍから約８ｍｍ、約８ｍｍから約１３ｍｍ、約１３ｍｍから約１５ｍｍ、約１５ｍｍから約１８ｍｍ、または約４．５ｍｍから約１８ｍｍの範囲であってもよく、入口２７２および入口チャンバ２７４の外径は、約６ｍｍから約１０ｍｍ、約１０ｍｍから約１４ｍｍ、約１４ｍｍから約１８ｍｍ、約１８ｍｍから約２１ｍｍ、または約６ｍｍから約２１ｍｍの範囲であってもよく；出口２８２の直径は、約０．５ｍｍから約１．５、約１．５ｍｍから約２．５ｍｍ、約２．５ｍｍから約３．５ｍｍ、または約０．５ｍｍから約３．５ｍｍの範囲であってもよく；鍔２７６の直径は、約７ｍｍから約１０ｍｍ、約１０ｍｍから約１５ｍｍ、約１５ｍｍから約２０ｍｍ、約２０ｍｍから約２５ｍｍ、約２２ｍｍから約２６ｍｍ、約２５ｍｍから約３０ｍｍ、または約７ｍｍから約３０ｍｍの範囲であってもよい。
図４Ａ〜４Ｃは個別の第２のコネクタ２７０を示すが；第２のコネクタ２７０は、本体２１０の個別の要素でなくてもよい。例えば第２のコネクタ２７０は、本体２１０が経腸チューブ１２４と直接接続するように、本体２１０の部分として一体的に形成されてもよい。流路は、出口２３０、入口２７２、入口チャンバ２７４、および出口２８２内を延びるように示されているが、この経路は他の部分を含んでいてもよく、または他の実施形態では単一部分として形成されていてもよいことが企図される。
一部の実施形態では、デバイス２００の寸法またはサイズは、デバイス２００の特定の適用例に基づいて選択されてもよい。例えば、入口２１２、入口２４２、入口フィルタ２５０、チャンバ２２２、出口フィルタ２６０、および出口２８２の直径と、チャンバ２２２および本体２１０の長さおよびサイズとは、特定の対象に栄養調合物１１０を与えるために選択されてもよい。例えば、乳児に栄養補給するためのデバイス２００の寸法またはサイズは、若者および成人に栄養補給するためのデバイスの場合より小さくてもよい。一部の実施形態では、デバイス２００の寸法またはサイズは、少なくとも部分的には、対象に栄養調合物１１０を与えるのにデバイスを使用することが意図される時間の長さ、対象に栄養補給される栄養調合物１１０の流量もしくは体積、またはデバイスがポンプに取着されることが意図されているか否かに基づいて、選択されてもよい。例えば、一晩の経腸栄養補給法の処置のための、デバイス２００の寸法またはサイズは、栄養調合物１１０のより短いまたはより速い経腸栄養補給法の処置の場合より小さくてもよく、あるいはより大きいデバイスを、栄養調合物１１０のより大きい体積またはより速い意図される流量に使用されてもよい。
一部の実施形態では、２つ以上のデバイス２００を直列に接続してもよい。例えば、第１のデバイス２００の第２のコネクタ２７０は、第２のデバイス２００の第１のコネクタ２４０に接続されてもよい。別の実施例では、チューブの第１の端部が第１のデバイス２００の第２のコネクタ２７０に接続され、第２のデバイス２００の第１のコネクタ２４０に接続され、栄養調合物を第１のデバイス２００から第２のデバイス２００へと流すのを可能にしてもよい。
一部の実施形態では、デバイス２００の本体２１０、第１のコネクタ２４０、および第２のコネクタ２７０を、同じ材料で作製してもよい。一部の実施形態では、デバイス２００の本体２１０、第１のコネクタ２４０、および第２のコネクタ２７０は、例えば柔軟性、弾性、引張り強さ、靭性、色、透明度、薬品耐性、および／または耐熱性などの、異なる物理的、機械的、または化学的特性を有する異なる材料で作製されてもよく、または部分が、材料の組合せで形成されていてもよい。一部の実施形態では、デバイス２００の材料は、医学的グレードの成体適合性プラスチックであってもよい。一部の実施形態では、デバイス２００は滅菌性であってもよく、デバイス２００の材料は、オートクレーブ可能なプラスチック、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリカーボネートであってもよい。一部の実施形態では、本体２１０、第１のコネクタ２４０、および第２のコネクタ２７０は、射出成形、または３Ｄ印刷などの付加製造技法を介して、製造されてもよい。
一例示的な実施形態では、本体２１０のチャンバ２２２内の複数の粒子３００をユーザが見ることができるように、デバイス２００の本体２１０は、透明なプラスチックで作製される。デバイス２００内に含有される粒子３００は、それらの表面に固定化されたリパーゼを有し、栄養調合物１１０がチャンバ２２２および粒子３００内を流れるとき、固定化されたリパーゼは、栄養調合物１１０中の脂肪、およびＬＣ−ＰＵＦＡを有するトリグリセリドを含めたトリグリセリドを加水分解し、それらをモノグリセリドと遊離脂肪酸とに分解する。チャンバ２２２内に含有される粒子３００について、以下にさらに詳細に論じる。
図５に示されるように、一部の実施形態では、粒子３００の例示的な粒子３１０は、実質的に球状のビーズとして形成されてもよい。一部の実施形態では、粒子３１０は、約１００μｍから約８００μｍ、約１００μｍから約７００μｍ、約１００μｍから約６００μｍ、約１００μｍから約５００μｍ、約１００μｍから約４００μｍ、約１００μｍから約３００μｍ、約１００μｍから約２００μｍ、約２００μｍから約８００μｍ、約２００μｍから約７００μｍ、約２００μｍから約６００μｍ、約２００μｍから約５００μｍ、約２００μｍから約４００μｍ、約２００μｍから約３００μｍ、約３００μｍから約８００μｍ、約３００μｍから約７００μｍ、約３００μｍから約６００μｍ、約３００μｍから約５００μｍ、約３００μｍから約４００μｍ、約４００μｍから約８００μｍ、約４００μｍから約７００μｍ、約４００μｍから約６００μｍ、約４００μｍから約５００μｍ、約５００μｍから約８００μｍ、約５００μｍから約７００μｍ、約５００μｍから約６００μｍ、または約６００μｍから約８００μｍに及ぶ直径を有していてもよい。他の実施形態では、粒子３１０は、ランダムに成形されたもしくは不規則な粒子であってもよく、または楕円形、長円形、ドーナツ形、角柱、多角柱、細長い形、もしくは任意のその他の適切な形状であってもよい。粒子３１０は、滑らかなまたはテクスチャ付きの表面を有していてもよい。粒子３１０は、その表面積が増加するようにまたは減少するように成形されてもよい。粒子３００は、実質的に同じ形状および／または表面をそれぞれが有する、あるいは２つまたはそれよりも多くの異なる形状および／または表面の組合せを有する、個々の粒子３１０で形成されてもよい。
一部の実施形態では、粒子３００は、ほぼ同じ直径を有する。あるいは粒子３００は、傾斜または正規分布に従って異なる直径を有していてもよい。一部の実施形態では、粒子３００の平均直径は約２５０μｍから約５００μｍの範囲であってもよく、例えば凡そ２６０μｍまたは凡そ４６０μｍであり、正規分布に従ってもよい。一部の実施形態では、粒子３００の直径の傾斜分布は、約１００μｍから約８００μｍの間に包含される平均直径または中位径を有していてもよい。一部の実施形態では、粒子３００は、より低いサイズの閾値よりも小さい、および／または上方サイズの閾値よりも大きい直径を有する粒子をフィルタで分別するために、篩い分けプロセスによって事前に選択されてもよい。篩い分けは、粒子３００のサイズおよびサイズ分布のさらなる制御および操作を可能にしてもよい。例えば、ある篩い分けプロセスから選択された粒子３００は、篩い分けプロセス前の粒子３００の場合に比べて、より狭い分布の直径、および／またはより大きいもしくはより小さい平均直径もしくは中位径を有していてもよい。一部の実施形態では、粒子３００の平均直径または中位径は、約１００μｍ、約１５０μｍ、約２００μｍ、約２５０μｍ、約３００μｍ、約３５０μｍ、約４００μｍ、約４５０μｍ、または約５００μｍであってもよい。一部の実施形態では、微細粒子（さらにより小さい粒子、例えば凡そ５０μｍ未満の直径を有する）が存在していてもよく、一方その他の実施形態では、微細粒子は、デバイス２００に含まれる粒子３００に存在していなくてもよい。微細粒子は製造されてもよく、または、配合の結果または反応器の流体力学の結果、より大きい粒子３００の製造中に生じてもよい。微細粒子は、より大きい粒子３００を製造する間に生じてもよく、粒子の混合物中に除去もしくは残されていてもよく、または微細粒子は、別々に製造され、より大きい粒子３００に添加されて、例えば単位体積当たりの全表面積を増大させまたは適正な流量を可能にしてもよく、それが一部の実施形態では加水分解効率を高めてもよい。
一部の実施形態では、粒子３００は、粒子の異なる一部分で形成されてもよく、各一部分は、異なる中位径もしくは平均直径または直径の異なる分布を有していてもよい。例えば、そのような実施形態では、粒子３００は二峰性または多峰性分布を有していてもよい。
粒子３００は、任意の適切な材料、例えばポリマー材料、金属などで作製されてもよい。一部の実施形態では、粒子３００は、アクリレートポリマーまたはアクリルで作製されてもよい。一部の実施形態では、粒子３００は、多数の異なるモノマーで形成されたコポリマーで作製されてもよい。例えば粒子３００は、ジメタクリル酸エチレングリコール（ＥＧＤＭＡ）、メタクリル酸ブチル（ＢＭＡ）、およびメタクリル酸グリシジル（ＧＭＡ）など、３種のモノマーを有するコポリマーで作製されてもよい。一部の実施形態では、ＥＧＤＭＡは、コポリマーの組成の約２５重量％から約９９重量％の範囲であってもよく、例えば約５０重量％から約６０重量％の範囲であってもよい。一部の実施形態では、ＢＭＡは、コポリマーの組成の約１重量％から約７５重量％の範囲であってもよく、例えば約３０重量％から約４５重量％の範囲であってもよい。例示的な実施形態は、それぞれ９０％および９％のＥＧＤＭＡおよびＢＭＡレベル；それぞれ６０％および３９％；またはそれぞれ５８％および４１％を含有していてもよい。一部の実施形態では、ＧＭＡは、コポリマーの組成の約０．０１重量％から約０．１重量％、約０．１重量％から約１重量％、約１重量％から約２重量％、約２重量％から約５重量％、約５重量％から約８重量％、約８重量％から約１０重量％、約１０重量％から約１５重量％、約１５重量％から約２０重量％、約０．０１重量％から約１０重量％、約０．０１重量％から約１５重量％、または約０．０１重量％から約２０重量％の範囲であってもよい。例示的な実施形態は、０％、０．２５％、１％、２％、または５％のエポキシドレベル（例えば、ＧＭＡ）を含有していてもよい。
一部の実施形態では、粒子３００は、スチレンポリマーもしくはスチレン、カプロラクトンポリマーもしくはカプロラクトン、ポリジビニルベンゼポリマーもしくはポリジビニルベンゼン、ポリアミドポリマーもしくはポリアミド、ポリカーボネートポリマーもしくはポリカーボネート、ポリプロピレンポリマーもしくはポリプロピレン、ポリウレタンポリマーもしくはポリウレタン、ポリエチレンポリマーもしくはポリエチレン、メタクリレートポリマーもしくはメタクリレート、ジビニルベンゼン（ＤＶＢ）ポリマーもしくはジビニルベンゼンで、またはシリカで作製されてもよい。粒子３００を作製するのに適切な、追加の例示的な種類のポリマーは、例えばポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリジビニルベンゼン、カプロラクトン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアミド、およびポリジビニルベンゼンモノマーから選択される１種または複数を含んでいてもよい。
一部の実施形態では、粒子３００は、事前に選択され、デバイス２００の製造中にデバイス２００にパックされてもよい。一部の実施形態では、粒子３００は乾燥条件下でパックされ、システム１００で使用される前にデバイス２００のチャンバ２２２内に配置されてもよい。例えば、粒子３００のサイズ、種類、またはサイズ分布は、デバイス２００の使用目的に応じて変化しまたは選択されてもよく、ユーザは、その特定の使用に応じてデバイス２００内に必要な粒子３００をパックしてもよい。製造されかつ／またはデバイス２００にパックされた後の粒子３００の水分レベルは、粒子３００の全組成の約０．１％から約１％、約１％から約２％、約２％から約３％、約３％から約４％、約４％から約５％、約０．１％から約２％、約０．１％から約３％、約０．１％から約４％、または約０．１％から約５％の範囲であってもよい。
一部の実施形態では、粒子３００のポリマー材料は、酸性、塩基性、水性、および／または有機溶媒に不溶であってもよい。一部の実施形態では、粒子３００は、水性溶媒、有機溶媒、および／またはエマルション、例えば水中油または油中水エマルションなどに分散されまたは懸濁されてもよい。例示的な実施形態では、栄養調合物１１０がポンプ１２０によってまたは重力によって推進されてチャンバ２２２内を流れるとき、粒子３００は、栄養調合物１１０に分散または懸濁されてもよく、栄養調合物１１０の流動力学および／またはランダムなブラウン運動の影響下で移動してもよい。
一部の実施形態では、粒子３００は、溶媒中に分散されまたは懸濁した後に膨潤してもよい。本明細書に記述されるように、粒子３００の膨潤は、少なくとも部分的には粒子３００による溶媒の吸収に起因した、粒子３００の体積の増加を指してもよい。粒子３００（例えば、ポリマー材料）の組成、粒子３００の多孔性、および／または溶媒の組成に応じて、粒子３００は濡れたときに異なる程度まで膨潤してもよい。例えば膨潤の量は、溶液条件に応じて様々であってもよい。ビーズの膨潤は、エタノールまたはアセトンなどの極性溶媒中でより大きくてもよく、それに対してビーズの膨潤は、水および水系溶液中で少なくてもよい。例えば粒子３００は、水溶液中で約１％から約２５％、例えばエタノール、イソプロパノール、またはアセトンなどの有機溶媒中で約５０％から約１００％膨潤してもよい。一部の実施形態では、粒子３００が栄養調合物１１０中に分散されまたは懸濁したとき、粒子３００の膨潤の量は、栄養調合物１１０中の脂肪含量、タンパク質含量、ビタミン含量、イオン含量などの組成に依存してもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０中の粒子３００の膨潤の量は、最小限に抑えられまたはなくてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０中の粒子３００の膨潤の量は、当初の乾燥体積の約１％、約２％、約５％、約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、または約５０％未満であってもよい。
図６Ａに示されるように、一部の実施形態では、本体２１０のチャンバ２２２は、乾燥条件下、粒子３００によって占有されていないヘッドスペース２２３を含んでいてもよい。チャンバ２２２は、粒子３００が乾燥しているとき、例えば５重量％未満の水を含有する粒子３００で満たされていてもよい。例えば、栄養調合物１１０がチャンバ２２２内に流れる前に粒子３００が乾燥しているとき、ヘッドスペース２２３は、チャンバ２２２の体積の約０から約５％、約５％から約１０％、約５％から約１５％、約１０％から約１５％、約１５％から約２０％、約２０％から約３０％、約３０％から約４０％、約４０％から約５０％、約５％から約２０％、約５％から約３０％、約５％から約４０％、約５％から約５０％、約０から約５０％を占めてもよい。ヘッドスペース２２３の初期の乾燥体積は、チャンバ２２２にパックされた粒子３００の数または体積に依存し、一部の実施形態では、液体に曝露されたときに粒子３００が膨潤する傾向に基づいて選択されてもよい。
膨潤は、チャンバ２２２に含まれる粒子３００の数および／またはチャンバ２２２の充填レベルに影響を及ぼし得る。粒子３００が膨潤する傾向を有する実施形態では、乾燥粒子３００がチャンバ２２２に投入され、栄養調合物がデバイス２００に導入され粒子３００が濡れることにより膨潤を生じさせるための余地が与えられたとき、適切なヘッドスペースがチャンバ２２２内に残されてもよい。チャンバ２２２内の粒子３００上方に不十分なヘッドスペースを備えたデバイスは、粒子３００が膨潤するにつれ流動障害のリスクが増し、チャンバ２２２内に粒子３００を含有する入口および出口フィルタ２５０、２６０に対して圧力の増大を引き起こし得る。粒子３００を形成するのに使用される材料に応じて、膨潤する傾向は、使用される栄養調合物１１０の種類に応じてより高くまたはより低くなってもよい。一部の実施形態では、使用前のヘッドスペース２２３の体積は、栄養調合物１１０の組成に依存してもよい。また一部の実施形態では、粒子３００の種類またはヘッドスペース２２３の体積は、少なくとも一部では、デバイス２００が一緒に使用されることになる栄養調合物１１０の種類に応じて選択されてもよい。
図６Ｂに示されるように、一部の実施形態では、栄養調合物１１０がチャンバ２２２内を流れるとき、ヘッドスペース２２３は、粒子３００が懸濁している栄養調合物１１０によって占有されてもよい。例えば、栄養調合物１１０がチャンバ２２２内を流れるとき、粒子３００を栄養調合物１１０と混合してもよく、かつ栄養調合物１１０中を移動させて、栄養調合物１１０および粒子３００が分散してチャンバ２２２を満たすにつれ、乾燥条件下で粒子３００により占有されなかったヘッドスペース２２３の体積が満たされるようにしてもよい。ヘッドスペース２２３を組み込むことにより、粒子３００には、栄養調合物１１０の流動力学の影響下、移動するための、ならびに／または栄養調合物１１０と混合するための空間がチャンバ２２２内に与えられてもよい。一部の実施形態では、ヘッドスペース２２３を含むことにより、チャネリングもしくは分流の低減が容易になってもよく、または出口フィルタ２６０に対して詰め込まれるようになるのではなく粒子３００を移動させ、流し、かつ／または混合させることによる、粒子を経た栄養調合物１１０の分布が容易になってもよい。あるいは、非常に多くのヘッドスペース２２３を含むことにより、特にデバイス２００が水平に向いているときに、粒子３００の周りでの栄養調合物１１０のチャネリングももたらし得る。例えば、デバイス２００が水平に位置決めされているとき、粒子３００は栄養調合物１１０の最上部まで浮いてもよく、粒子３００の下にチャネルが残される。その結果、栄養調合物１１０は粒子３００の下でチャネリングし、流れ、潜在的に加水分解効率を低減させる。さらに、より多くのヘッドスペースが得られるようにデバイス２００内で粒子３００の量を低減させることにより、リパーゼが粒子３００に結合されるのでデバイス２００内のリパーゼの量も低減する。その結果、非常に多くのヘッドスペース２２３によって、所与の量の栄養調合物１１０に有効な加水分解の低下が引き起こされ得るが、それは粒子３００に結合されたリパーゼが栄養調合物１１０を分解するからである。非常に多くのヘッドスペース２２３を残すことは、より少ない粒子３００がチャンバ２２２内に含有されることを意味し、したがって少ないリパーゼがチャンバ２２２に含有され、栄養調合物１１０中のトリグリセリドの全てまたは大部分を加水分解するには少なすぎる粒子３００が残される。
一部の実施形態では、粒子３００は、栄養調合物１１０に懸濁したときに、最小限の膨潤を受けまたは全く膨潤せず、したがって栄養調合物１１０がチャンバ２２２内を流れるとき、粒子３００がチャンバ２２２内を移動するための空間は、チャンバ２２２内に最初にあったヘッドスペース２２３の体積と実質的に同じであってもよい。一部の実施形態では、粒子３００は、栄養調合物１１０に曝露されたときに膨潤してもよく、したがって栄養調合物１１０がチャンバ２２２内を流れるとき、粒子３００の膨潤は、粒子３００がチャンバ２２２内を移動するための空間を部分的に低減させてもよい。例えば、乾燥条件下の場合、ヘッドスペース２２３はチャンバ２２２の体積の約１０％を占め、粒子３００はチャンバ２２２の体積の約９０％を占め、栄養調合物１１０がチャンバ２２２内を流れるとき、粒子３００の膨潤によって、粒子３００はチャンバ２２２の体積のさらに５％を占めてもよく、粒子３００が移動するのに残された空間はチャンバ２２２の体積の約５％に低減する。粒子３００が移動するためのより多くの空間を持つことにより、チャンバ２２２内の粒子３００の移動度が増大し得る。したがって一部の実施形態では、粒子３００の膨潤は、当初の乾燥体積に比べて粒子３００の移動度を低減する可能性がある。
一部の実施形態では、図６Ｂに示すように、膨潤すると、粒子３００は詰め込まれるようになってもよく、その結果、粒子３００の表面間で摩擦が生じ、それが粒子３００の一部または全ての流動または移動を制限しまたは影響を及ぼし得る。不十分なヘッドスペース２２３は、粒子３００の詰め込みに起因して圧力の増大をもたらす可能性があり、それが使用中の栄養調合物１１０の閉塞または流量の低減を引き起こし得る。他の実施形態では、栄養調合物１１０に懸濁されたとき、粒子３００は膨潤しなくてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０に曝露されたとき、粒子３００はそれほど移動しなくてもよい。そのような状況において、チャンバ２２２は、粒子３００の膨潤が実質的に生じない場合、ヘッドスペース２２３を含まなくてもよくまたは少ないヘッドスペースを含んでいてもよい。一部の実施形態では、粒子３００は膨潤する傾向にあってもよく、チャンバ２２２は、使用中に粒子３００の膨潤によって実質的に満たされまたは部分的に満たされるようになるヘッドスペース２２３の所定の体積を有していてもよい。そのような実施形態では、十分なヘッドスペース２２３を組み込んで、濡れたときに粒子３００が膨潤する余地を残してもよく、粒子３００同士の間に十分な空間を設けて栄養調合物１１０が使用中の粒子３００内を流れる余地を残してもよい。
予備実験は、粒子３００を含む過充填チャンバ２２２が、十分なヘッドスペース２２３を残していないが、粒子３００が膨潤し互いに対して詰め込まれたときに、閉塞または流動障害をもたらし得ることを実証した。例示的な試験実行では、１．２ｇの粒子３００を、凡そ１．５６ｃｍの内径、凡そ１．９４ｃｍの高さ、および凡そ３．７０ｍＬの体積を有する３．７０ｍＬチャンバ２２２に満たした。これはチャンバ２２２内の粒子３００の上方の凡そ１／３２から凡そ２／３２インチにヘッドスペース２２３を残す。消化態栄養調合物を、１２０ｍＬ／時のポンプ設定でデバイス２００内に流した。これらの条件下、凡そ５００ｍＬの栄養調合物が、凡そ４時間と１０分以内に送達されることが予測され得る。１．２ｇの充填レベルで、著しく遅い流量がデバイス２００を通して観察された。次の実行では、充填重量を１．１ｇの粒子３００にまで低減し、次いで１．０ｇの粒子３００にし、チャンバ２２２のヘッドスペース２２３の量は徐々に増大してそれぞれ凡そ３／３２インチおよび凡そ４／３２インチになった。２つの実行を各充填レベルで行った。結果を以下に示す。デバイス２００内の粒子３００の量を１．２ｇから１．１ｇまたは１．０ｇに低減させることにより（わずかに多いヘッドスペースが得られる）、ポンプ設定に基づいて、予測される流量にさらに沿った流量がもたらされ、流動障害が低減しまたはなくなったことが示された。粒子３００の量の低減は、有効性に影響を及ぼさないようであった。
上述の充填レベル試験は、重量の観点での粒子充填量を指し、かつチャンバ２２２がある特定の重量の粒子で満たされたときに得られるヘッドスペースの量について記述するが、チャンバ２２２のサイズが変化した場合または異なるサイズもしくは密度の粒子が使用される場合には、例示的な重量の粒子でチャンバ２２２を満たすことで、異なる量のヘッドスペースをもたらし得ることが理解される。ヘッドスペースは、チャンバのサイズおよび体積と、粒子のサイズ、種類、および量とに依存する。
粒子充填重量とヘッドスペースとの比は、粒子の密度にも依存する。ヘッドスペース量の直接測定および観察を使用してデバイス２００のチャンバ２２２を満たしてもよいが、デバイス２００を満たすための重量の使用は、粒子３００上の静電気により引き起こされ得る充填変動性を低減させ得る。静電気により粒子３００は、最初にチャンバ２２２内のより広い余地を占めることができるが、粒子３００を沈降させ静電気を散逸させた後は、粒子３００はチャンバ２２２内の空間を圧縮しかつ少ない空間を占めてもよく、最終的にはヘッドスペース２２３の初期目視観察で意図されるよりも多くのヘッドスペース２２３が提供される。充填レベルを評価するための重量の使用は、一部の実施形態では、静電気の存在を制御するのを助ける。さらに、または代替として、静電気除去の方策は、充填前に粒子３００上で利用されてもよい。
しかし上記にて言及されたように、充填不足のデバイス２００および多すぎるヘッドスペース２２３が残される結果、脂肪加水分解が低下する可能性がある。予備充填レベル試験では、デバイス２００を、１．１ｇから０．６ｇに及ぶ様々な量の粒子３００で満たした。１．１ｇ充填レベルに関する加水分解パーセントを１００％に較正した。０．８ｇおよび０．６ｇの充填レベルは、１００％に設定された１．１ｇ充填レベルに対してそれぞれ７７％および６５％という低い加水分解を示した。
上記にて論じたように、粒子３００が曝露される溶液の含量は、粒子３００の膨潤に影響を及ぼし得る。したがって粒子３００は、粒子３００が曝露される栄養調合物１１０の種類および含量に応じて、異なる量で膨潤してもよい。予備研究を実行して、水に、エタノールに、および２種の異なる栄養調合物、Ｎｅｓｔｌｅ製品のＰｅｐｔａｍｅｎ（登録商標）およびＡｂｂｏｔｔ製品のＴｗｏＣａｌ（登録商標）ＨＮに曝露した後、例示的な粒子３００の膨潤を評価した。この実験では、凡そ１０から２０個粒子３００を、４個の異なる１００μｍメッシュフィルタのそれぞれに置いた。各フィルタ上の粒子３００の試料を、ＸおよびＹの両方向で顕微鏡下で測定して、乾燥状態にある所与の試料中の粒子３００のそれぞれのサイズを決定した。次いで、それぞれの粒子試料がそのそれぞれの上にまだ在るフィルタを、それら自体のフィルタハウジング内に慎重に配置した。フィルタのそれぞれ、およびそれぞれの粒子を、４種の溶液（水、エタノール、Ｐｅｐｔａｍｅｎ（登録商標）、またはＴｗｏＣａｌ（登録商標））の１種に曝露した。各溶液を、それぞれのフィルタを通して３０分間、ポンプ流量１２０ｍＬ／時でポンプ送出した。曝露から３０分後、それぞれの粒子（未だフィルタの最上部にある）と共にフィルタを、元の顕微鏡下に配置し、各フィルタ上の各粒子を再びＸおよびＹの両方向で測定して、湿潤状態にある粒子のサイズを決定した。実験中のフィルタ上の粒子のシフトに起因して、任意の個々の粒子の膨潤は追跡されなかった。代わりに、各フィルタ上の１０〜２０個の粒子の試料の各粒子を、それぞれの溶液に曝露する前および後に測定し、濡れる前および後の試料中の各粒子の平均測定値を、各粒子試料ごとに比較した。結果を、下記の表１に示す。実証されるように、異なる溶液（または異なる栄養調合物）は、同じ粒子の種類が使用されるときであっても異なる量の膨潤を引き起こし得る。
一部の実施形態では、ある特定の閾値量でまたはその下の量で膨潤する粒子３００を、デバイス２００で使用してもよい。例えば粒子３００は、それらの乾燥状態とそれらの湿潤状態との間の差パーセントが１５％もしくはそれ未満、２０％もしくはそれ未満、２５％もしくはそれ未満、または３０％もしくはそれ未満であるものが選択されてもよい。
一部の実施形態では、異なる種類の栄養調合物１１０がデバイス２００と共に使用されるときに生じ得る膨潤の可変量に適応するように、デバイス２００に粒子３００を満たしてもよい。例えば、チャンバ２２２の充填レベル、したがってヘッドスペース２２３は、粒子３００が栄養調合物に曝露されることにより、栄養調合物のその他の種類と比べて粒子３００の最大平均量の膨潤を引き起こしたときに生じ得る、膨潤量に基づいて決定されてもよい。そのような実施形態では、提供される粒子３００またはヘッドスペース２２３の量は、この最大量の膨潤にさえ適応することができる。他の実施形態では、チャンバ２２２に、特定の栄養調合物１１０または特定のカテゴリーの栄養調合物との使用に適応する量の、ヘッドスペース２２３を提供する量の粒子３００を満たしてもよい。その特定の栄養調合物１１０または特定のカテゴリーの栄養調合物は、ある特定の量の膨潤を粒子３００に引き起こす種類の溶媒を含んでいてもよく、したがって、この栄養調合物またはこのカテゴリーの調合物との使用に合わせて調整されたデバイス２００は、典型的にはその特定の調合物またはカテゴリーの調合物で生ずる膨潤の範囲に適応することができる量の、粒子３００および／またはヘッドスペース２２３を含んでいてもよい。そのような実施形態では、デバイス２００は、その特定の調合物またはカテゴリーの調合物と共に使用するための取扱い指示書と共にパックされてもよい。あるいは、デバイスは、その特定の栄養調合物と共に販売されてもよい。
チャンバ２２２内の粒子３００の絶対数は、粒子３００の直径、形状、およびサイズ分布と、チャンバ２２２の体積とに依存してもよい。一部の実施形態では、空間は粒子３００の間に存在していてもよく、粒子３００はそれほど緊密に詰め込まれていなくてもよく、または一部の実施形態では、少ない空間が粒子３００の間に存在していてもよく、粒子３００は一緒に近接していてもよい。例えば球状粒子３００は、一緒に配置されたとき、隣接する粒子の間に空間を有していてもよく、したがって粒子３００は、チャンバ２２２内の空間の全て、またはヘッドスペース２２３を占有した後に利用可能なチャンバ２２２内の空間を、占めていなくてもよい。例えば、粒子３００の全体積は、チャンバ２２２内の空間の約５０％から約１００％、約９０％から約９５％、約８５％から約９５％、約８５％から約９０％、約８０％から約８５％、約７０％から約８０％、約６０％から約７０％、約５０％から約６０％、約８０％から約９５％、約７０％から約９５％、約６０％から約９５％、約６０％から約１００％、約７０％から約１００％、約８０％から約１００％、または約９０％から約１００％を占めてもよい。一部の実施形態では、チャンバ２２０内の粒子３００の数は、粒度および分布に応じて、約１０，０００／ｍＬから約２５，０００／ｍＬ、約２５，０００／ｍＬから約５０，０００／ｍＬ、約５０，０００／ｍＬから約７５，０００／ｍＬ、約７５，０００／ｍＬから約１００，０００／ｍＬ、約１００，０００／ｍＬから約２００，０００／ｍＬ、約２００，０００／ｍＬから約３００，０００／ｍＬ、約３００，０００／ｍＬから約４００，０００／ｍＬ、約４００，０００／ｍＬから約５００，０００／ｍＬ、約５００，０００／ｍＬから約６００，０００／ｍＬ、約６００，０００／ｍＬから約７００，０００／ｍＬ、約７００，０００／ｍＬから約８００，０００／ｍＬ、約８００，０００／ｍＬから約９００，０００／ｍＬ、または約１０，０００／ｍＬから約１，０００，０００／ｍＬの範囲であってもよい。
一部の実施形態では、デバイス２００内の粒子３００は、異なる中位径または平均直径を有する異なる群の粒子で構成されていてもよく、チャンバ２２２は、各サイズの群とは異なる数の粒子３００を含有していてもよい。一部の実施形態では、異なる中位径または平均直径を有する異なる群の粒子を一緒に混合しかつ／またはチャンバ２２２内でランダムに分布させてもよい。他の実施形態では、異なるサイズの群の粒子３００を、使用前に少なくとも乾燥状態で、実質的に層に分離してもよい。
一部の実施形態では、個々の粒子３００の質量密度は変わっても変わらなくてもよい。粒子３００の質量密度は、粒子３００を形成する材料を調整することによって、粒子３００のコポリマーのモノマー成分を修飾することによって、粒子３００の細孔および／またはチャネルのサイズおよび直径を調整することによって、かつ／または空隙、細孔、もしくは中空コアを粒子３００に導入することによって、調整されてもよい。一部の実施形態では、粒子３００は異なる質量密度を有していてもよい。一部の実施形態では、出口２３０または出口２８２が下を指し示す状態でデバイス２００が垂直位置に配置される場合、栄養調合物１１０がチャンバ２２２内を流れるときには、栄養調合物１１０よりも大きい質量密度を有する粒子３００は出口フィルタ２６０に向かって流れまたは移動する傾向があってもよく、栄養調合物１１０よりも小さい質量密度を有する粒子３００は、入口フィルタ２５０に向かって浮揚しまたは移動する傾向があってもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０よりも大きい質量密度を持つ粒子３００は、出口フィルタ２６０に沿って収集されてもよく、出口フィルタ２６０の細孔のいくつかを詰まらせる可能性がある。一部の実施形態では、栄養調合物１１０よりも小さい質量密度を持つ粒子３００は、入口フィルタ２５０に沿って収集されてもよく、入口フィルタ２５０の細孔のいくつかを詰まらせる可能性がある。
一部の実施形態では、粒子３００の質量密度は、栄養調合物１１０の密度にさらに密接に一致するよう選択され、その結果、粒子３００が栄養調合物１１０中に分散しまたは懸濁するようになされてもよく、栄養調合物１１０の流動力学によってさらに移動し得るようになされてもよい。一部の実施形態では、粒子３００は、デバイス２００の向きに応じて、栄養調合物１１０中に分散しまたは懸濁されてもよく、栄養調合物１１０の流動力学によってさらに移動してもよい。このようにすると、粒子３００が入口フィルタ２５０または出口フィルタ２６０で収集される傾向が低下する可能性があり、粒子のより集中したまたは分散された分布が促進し得る。
一部の実施形態では、異なる中位径または平均直径を有する異なる群の粒子３００は、異なる質量密度を有していてもよい。このようにすると、栄養調合物１１０中の粒子のより分散された分布を促進させることにより、フィルタの閉塞という懸念を低減させ得る。一部の実施形態では、粒子３００を、栄養調合物１１０の場合に実質的に等しく、栄養調合物１１０の場合よりも小さく、および栄養調合物１１０の場合よりも大きい平均質量密度を有する１つまたは複数の群に分割してもよい。一部の実施形態では、ほぼ同じサイズの、またはほぼ同じ中位径もしくは平均直径を有する、またはその直径が同じ分布に従う粒子３００は、ほぼ同じ質量密度を有していてもよくまたは異なる質量密度を有していてもよい。一部の実施形態では、チャンバ２２２内の粒子３００の質量密度は、例えば約０．２５ｇ／ｍＬから約０．３６ｇ／ｍＬ、約０．２５ｇ／ｍＬから約０．５ｇ／ｍＬ、約０．５ｇ／ｍＬから約０．８ｇ／ｍＬ、約０．８ｇ／ｍＬから約１．０ｇ／ｍＬ、または約１．０ｇ／ｍＬから約１．５ｇ／ｍＬの範囲であってもよい。
図７Ａに示されるように、個々の粒子３１０の表面は、概ね滑らかであってもよい。別の実施形態では、図７Ｂに示されるように、粒子３１０の表面は、不均一、不規則、またはテクスチャ付きであってもよく、例えば溝、チャネル、刻み目、突起、および／または細孔を含んでいてもよい。一部の実施形態では、粒子３１０の表面の細孔および／または溝の深さおよび／または直径は、約１ｎｍから約１０ｎｍ、約１０ｎｍから約５０ｎｍ、約５０ｎｍから約１００ｎｍ、約１００ｎｍから約２５０ｎｍ、約２５０ｎｍから約５００ｎｍ、約５００ｎｍから約１μｍ、約１μｍから約５μｍ、約５μｍから約１０μｍ、約１０μｍから約２０μｍ、約２０μｍから約３０μｍ、約３０μｍから約４０μｍ、約４０μｍから約５０μｍ、約１０ｎｍから約５０μｍ、または約１ｎｍから約５０μｍの範囲であってもよい。一部の実施形態では、粒子３１０の溝および／または細孔は、任意のランダムな幾何形状を形成してもよく、表面に不規則に分布していてもよく、規則的に成形されていてもよく、かつ／または規則的に分布していてもよい。一部の実施形態では、溝および／または細孔のサイズは、粒子３１０のポリマー材料の組成に依存してもよい。滑らかではない粒子３１０は、同じ直径を有する同じ形状の滑らかな粒子３１０よりも大きい表面積を有することになる。
一部の実施形態では、チャンバ２２２内の粒子３００は、図７Ａに示される複数の粒子３１０を含んでいてもよい。一部の実施形態では、チャンバ２２２内の粒子３００は、図７Ｂに示される複数の粒子３１０を含んでいてもよい。他の実施形態では、チャンバ２２２内の粒子３００は、図７Ａに示される粒子３１０と図７Ｂに示される粒子３１０との混合物を含んでいてもよい。
図７Ｃおよび７Ｄは、粒子３１０の例示的な断面を示す。一部の実施形態では、粒子３１０の内部は図７Ｃに示されるように、概ね圧密化されまたは中実であってもよい。図７Ｄに示されるように、一部の実施形態では、粒子３１０の内部は多孔質であってもよく、例えば細孔および／またはチャネルなどのナノスコピック、微視的、および／または巨視的な構造を有していてもよい。一部の実施形態では、細孔および／またはチャネルの断面は、その幾何形状が例えば概ね円形、楕円形、または不規則であってもよい。一部の実施形態では、細孔および／またはチャネルは、無秩序にすることができまたは秩序あるアレイに組み立てることができる網状タイプの組織形態を有していてもよい。一部の実施形態では、細孔および／またはチャネルの表面は、不均一、不規則、またはテクスチャ付きであってもよく、粒子３１０の外面に類似していてもよい。一部の実施形態では、細孔および／またはチャネルの直径および／または周辺などの寸法は、細孔および／またはチャネルの長さに沿って変わってもよく、粒子３１０の組成および／または粒子３１０が懸濁する環境に応じて変わってもよい。一部の実施形態では、細孔またはチャネルの直径および／または周辺などの寸法は、粒子３１０が栄養調合物１１０などの溶媒に懸濁したときに、増大しても減少してもよい。一部の実施形態では、粒子３１０の細孔および／またはチャネルは、粒子３１０の表面と接続しても接続しなくてもよく、粒子３１０を通して表面から表面に延びてもよく、または粒子３１０内で個々の長さに延びてもよい。
図７Ｄに示される多孔質粒子３１０の場合、粒子３１０の全表面積は、内部細孔および／またはチャネルの存在によって増大してもよく、部分的には細孔および／またはチャネルの直径および／または周辺などのサイズに依存してもよい。一部の実施形態では、粒子３１０中の細孔および／またはチャネルの断面の直径は、約１ｎｍから約１０ｎｍ、約１０ｎｍから約５０ｎｍ、約５０ｎｍから約１００ｎｍ、約１００ｎｍから約２５０ｎｍ、約２５０ｎｍから約５００ｎｍ、約５００ｎｍから約１μｍ、約１μｍから約５μｍ、約５μｍから約１０μｍ、約１０μｍから約２０μｍ、約２０μｍから約３０μｍ、約３０μｍから約４０μｍ、約４０μｍから約５０μｍ、約１０ｎｍから約５０μｍ、または約１ｎｍから約５０μｍの範囲であってもよい。一部の実施形態では、粒子３１０の細孔および／またはチャネルのサイズは、実質的に同じでもよくまたは変化してもよい。
本明細書に記述されるように、粒子３１０の表面と言った場合には、粒子３１０の外面、および／または粒子３１０の内側の細孔および／またはチャネルの内面を指してもよい。また、粒子３１０の表面積と言った場合には、粒子３１０の外面の表面積、および／または外面に流体接続された粒子３１０の内側の細孔および／またはチャネルの表面積を指してもよい。
上記論じた粒子の様々な実施形態の特性は、任意の適切な手法で組み合わせてもよい。一部の実施形態では、図７Ｃに示されるように、粒子３１０は滑らかな外面と中実なコアとを有していてもよい。一部の実施形態では、図７Ｄに示されるように、粒子３１０は滑らかな外面と多孔質コアとを有していてもよい。一部の実施形態では、図７Ｅに示されるように、粒子３１０は、不均一な、不規則な表面と、圧密化されたまたは中実なコアとを有していてもよい。一部の実施形態では、図７Ｆに示されるように、粒子３１０は不均一な、不規則が外面と、多孔質コアとを有していてもよい。不均一な表面と多孔質コアとの組合せは、その滑らかなかつ／または中実な同等物に比べて、所与のサイズまたは直径の粒子３１０に関して増大した表面積をもたらしてもよい。
図８Ａは、５００倍に拡大された粒子３１０の例示的な実施形態を示す、走査型電子顕微鏡画像である。画像のスケールバーは１０μｍである。図８Ａに示されるように、粒子３１０は、異なる場所で様々な粗さを有する不均一な外面を有する。図８Ｂは、５００倍に拡大された粒子３１０の例示的な実施形態の断面を示す、走査型電子顕微鏡画像である。画像のスケールバーは２０μｍである。図８Ｂに示されるように、粒子３１０は、その内部全体を通して様々なサイズの微視的細孔を有する。図９は、例示的な粒子３１０の細孔をさらに示す。図９は、５０，０００倍に拡大された粒子３１０内の細孔およびチャネルの例示的な実施形態を示す、走査型電子顕微鏡画像である。画像のスケールバーは１００ｎｍである。図９に示されるように、粒子３１０の内側の細孔およびチャネルは、異なる場所で様々な、不規則なサイズおよび形状を有する。
一部の実施形態では、粒子３００は、例えば図７Ａ〜７Ｆ、図８、および／または図９に示される、または上記にて論じたような、個々の粒子３１０の１つまたは複数から選択される、１つまたは複数の種類の粒子３１０を含んでいてもよい。異なる種類の個々の粒子３１０は、所与のデバイス２００内の、異なる数の全ての粒子３００を構成してもよく、粗さ、滑らかさ、多孔性、直径、材料、密度、および／または膨潤特性の異なる分布を有していてもよい。
上記にて論じたように、デバイス２００に含有される粒子３００は、それらの表面に固定化されたリパーゼを有する。リパーゼは、粒子３００の外面上、粒子３００の内面上、または外面上および内面上の両方に、固定化されていてもよい。一部の実施形態では、粒子３１０のポリマー材料のモノマーの官能基は、粒子３００にリパーゼを結合させるために、粒子３１０の表面に存在していてもよい。細孔および／またはチャネルなどの内側構造を有する多孔質粒子３１０は、粒子３１０の外面と、細孔および／またはチャネルの内面との両方に位置付けられた官能基を含んでいてもよい。例えば、粒子３１０のコポリマー材料のモノマーＧＭＡのエポキシ基は、粒子３１０の表面に存在してもよい。一部の実施形態では、エポキシ基は、重量で、ポリマー粒子３１０の全組成の約０．０１％から約０．１％、約０．１％から約１％、約１％から約２％、約２％から約５％、約５％から約８％、約８％から約１０％、約１０％から約１５％、約１５％から約２０％、約０．０１％から約１０％、約０．０１％から約１５％、約０．０１％から約２０％を構成してもよい。一部の実施形態では、エポキシ基は、粒子３１０の外面上に位置付けられていてもよい。一部の実施形態では、エポキシ基は、細孔および／またはチャネルの内面上に位置付けられていてもよく、あるいは一部の実施形態では、粒子３１０の内面および外面の両方がエポキシ基を含んでいてもよく、またはどちらの面もエポキシ基を含んでいなくてもよい。一部の実施形態では、粒子３１０の外面上のエポキシ基の表面密度または濃度は、粒子３１０の細孔および／またはチャネルの内面上の場合より高くても低くてもよい。一部の実施形態では、粒子３１０の表面上のエポキシ基の量は、過剰な程度までリパーゼの結合を制限するようにキャップされていてもよい。
一部の実施形態では、粒子３１０の表面に位置付けられた官能基は、生体分子または化学分子に吸着しまたは結合するように使用されてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０中の、長鎖トリグリセリドおよび／または長鎖エステル、例えばＬＣ−ＰＵＦＡを有するトリグリセリドを含めた脂肪を加水分解するリパーゼ７１０は、共有結合によって、粒子３１０の表面に付着されても固定化されてもよい。図１０Ａは、リパーゼ７１０の結晶構造の例示的な概略図を示す。図１０Ｂ〜１０Ｃは、粒子３１０へのリパーゼ７１０の付着の例示的な概略図を示す。図１０Ｂに示されるように、粒子３１０は、その表面に官能基を有していてもよく、リパーゼ７１０の担体として機能してもよい。図１０Ｃに示されるリパーゼ７１０は、溶液中で粒子３１０の表面の官能基に共有結合されてもよく、その結果、粒子３１０の表面にリパーゼ７１０の層が得られる。さらに図１０Ｄに示されるように、ある特定の数の個々の粒子３１０は、それらの表面にリパーゼ７１０が共有結合された状態で、デバイス２００内の粒子３００を構成する。
当技術分野で公知のようにかつ本明細書に記述されるように、架橋は、１つのポリマー鎖を別のポリマー鎖に連結する化学結合を指してもよい。化学結合は、共有結合またはイオン結合とすることができる。一部の分野では、架橋は、タンパク質を一緒に連結するための化学リンカーの使用を指してもよい。本明細書で使用される「共有結合（covalent bond）」および「共有結合している（covalent binding）」は、粒子３１０にリパーゼ７１０を付着するための、安定な、永続的または半永続的は、不可逆的な、および／または共有状態の結合を指す。
本開示の実施形態は、栄養調合物１１０が、対象による摂取の直前にデバイス２００内を流れるときに、共有結合によって固定化されたリパーゼ７１０で、栄養調合物１１０中のトリグリセリドまたは脂肪酸エステルを加水分解させる。リパーゼ７１０を粒子３００に共有結合しかつ１つまたは複数のフィルタを含むことにより、デバイス２００は、対象によって摂取された栄養調合物１１０中にリパーゼ７１０がごく少量しか含まれずまたは実質的に含まれないように構成される。共有結合は、リパーゼ７１０を粒子３００上に固定化する主な方法であるが、固定化プロセス中に、バックグラウンドレベルの吸着が生じる得る可能性がある。したがって一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、共有結合によって単独で固定化されない可能性がある。吸着されたリパーゼ７１０を持つ粒子３００は、粒子３００上に共有結合されたリパーゼ７１０よりも、低い加水分解活性を有していてもよい。
本開示の調査中、吸着を、粒子３１０へのリパーゼ７１０の付着に関して最初に試験した。これは吸着が、タンパク質の固定化に伝統的に使用されかつ疎水性力を介して働くからである。吸着は固定化の、単純で安価な手段である。しかし、デバイス２００を開発するときに、粒子３００にリパーゼ７１０を付着させるために吸着を最初に使用した場合、吸着は、栄養調合物１１０中の脂肪を効果的に加水分解することが可能な粒子を生成しなかった。この初期試験の後、本発明者らは、リパーゼ７１０を粒子３００に固定化しまたは付着するその他の方法を探した。先の刊行物中に注記されているように、共有結合を介して粒子３１０にリパーゼ７１０を付着することにより、リパーゼ７１０の酵素活性を低減させまたは制限してもよい。例えばリパーゼ７１０の酵素活性は、可溶状態にあるリパーゼ７１０の酵素活性に比べ、粒子３１０に共有結合しているときに低減されてもよい。したがって、共有結合により粒子３１０に付着されたリパーゼ７１０の酵素活性は、吸着により粒子３１０に付着されたリパーゼ７１０の場合よりも少なくなる可能性があることを、最初に仮定した。それでも、共有結合により粒子３１０に付着されたリパーゼ７１０の酵素活性は、吸着により粒子３１０に付着されたリパーゼ７１０の場合よりも大きかった。さらに吸着は、共有結合と比較した場合、栄養調合物１１０中の脂肪を加水分解するためのより高い性能または効率を実現しなかった。以下に記述される実施例１は、吸着によって、および共有結合によって粒子３００に固定化されたリパーゼ７１０の酵素活性を比較し、共有結合によって粒子３００に固定化されたリパーゼ７１０は、より大きい酵素活性、脂肪を加水分解する際のより良好な性能、および栄養調合物１１０中へのリパーゼ７１０の放出が少ないことを示唆する。
（実施例１）
吸着を使用した、および共有結合を使用した、例示的粒子３００への例示的リパーゼ７１０の固定の比較
例示的粒子３００に付着した例示的リパーゼ７１０の合計６つの試験試料を調製した。本明細書においてＡ１、Ａ２、およびＡ３と呼ばれる３つの試験試料は、粒子３００への例示的リパーゼ７１０の吸着により調製し、一方、本明細書においてＣ１、Ｃ２、およびＣ３と呼ばれる他の３つの試験試料は、粒子３００への例示的リパーゼ７１０の共有結合的付着により調製した。試料Ａ１、Ａ２、およびＡ３用の例示的粒子３００は、反応基を有さないスチレン（Ａ１、Ａ２）またはメタクリレート（Ａ３）ポリマーから形成した。試料Ｃ１、Ｃ２、およびＣ３用の例示的粒子３００は、共有結合のための反応（エポキシ）基を有するメタクリレートポリマーから形成した。６つの試験試料は全て、粒子３００のグラム当たり１２５ｍｇのリパーゼ７１０で調製した。試料Ｃ１、Ｃ２、およびＣ３における粒子３００へのリパーゼ７１０の共有結合的付着は、リパーゼ７１０を、粒子３００の表面上のエポキシ基に共有結合させることにより達成された。粒子３００の直径は、２２０μｍから５００μｍの範囲であり、粒子３００は、ＰＥＧでコーティングされた。３種類のアッセイを行って、６つの試験試料を評価し、共有結合を使用した場合に対して、吸着を使用した場合の粒子３００へのリパーゼ７１０の固定を比較した。
第１に、各試験試料に対して滴定アッセイを行い、４０重量％のＤＨＡトリグリセリドを有する乳化未加工魚油基質に対する、各試料における粒子３００に付着したリパーゼ７１０の効力または比活性度を評価した。第２に、リパーゼ放出アッセイを行って、各試験試料の粒子３００から放出されたリパーゼ７１０の量を評価した。第３に、脂肪加水分解性能アッセイを行って、例示的デバイス２００内での各試料中の粒子３００に付着したリパーゼ７１０の脂肪加水分解性能を試験した。結果は以下で考察される。
各粒子試験試料に対する滴定アッセイにおいて、１２ｍｇの乾燥粒子３００を乳化魚油基質に添加した。撹拌しながら、基質を３７℃に平衡化した。粒子３００に付着したリパーゼ７１０の比活性度を、各試験試料において測定した。比活性度は、アッセイ条件下での所与の時間量において、粒子３００に付着した全リパーゼ７１０のグラム当たり生成された遊離脂肪酸の量として定義される。各試料により生成された遊離脂肪酸の量は、魚油基質を一定のｐＨに維持するように魚油基質をＮａＯＨ溶液で滴定することにより測定した。加水分解反応中、固定されたリパーゼ７１０が未加工魚油基質中のトリグリセリドを加水分解するにつれて遊離脂肪酸が生成され、この酸を中和するためにＮａＯＨ溶液を添加した。酸を中和するために反応中に添加されたＮａＯＨのモルは、各試料中のリパーゼ７１０により生成された遊離脂肪酸のモルに等しかった。
表２および図１１に示されるように、共有結合により粒子３００に付着したリパーゼ７１０の試験試料、すなわちＣ１、Ｃ２、およびＣ３は概して、吸着により粒子３００に付着したリパーゼ７１０の試験試料、すなわちＡ１、Ａ２、およびＡ３より高い比活性度を有していた。この結果は、吸着を使用した、および共有結合を使用した固定に関する以前の刊行物からは予測できないものであった。この理論に束縛されないが、この驚くべき結果は、吸着が、リパーゼの活性部位を粒子の表面に付着させ、ＤＨＡ油基質中の脂肪分子へのリパーゼの活性部位の近接性を低減し得る非特異的結合メカニズムの種類であることに起因し得ると仮定される。低減された近接性は、粒子３００上に固定されたリパーゼ７１０の全体的活性を低減し得る。
リパーゼ放出アッセイにおいて、１ｇの各試験試料を、遠心管内で１０ｍＬの蒸留水中に懸濁させた。自動シェーカーを使用して、各遠心管を室温で約１２時間回転撹拌した。１時間、３時間、および１２時間の時点で、各試験試料を遠心分離し、各試験試料の上清からの測定試料を採取して、それらの時点で粒子３００から脱離したリパーゼ７１０の濃度を得た。分光光度計を使用して、２８０ｎｍの波長で測定試料の吸光度を測定することにより、測定試料中のリパーゼ７１０の濃度を定量した。図１２に示されるように、全ての時点において、吸着により粒子３００に固定されたリパーゼ７１０を有する試験試料、Ａ１、Ａ２、およびＡ３は、共有結合により粒子３００に固定されたリパーゼ７１０を有する試験試料、Ｃ１、Ｃ２、およびＣ３より高い、上清中のリパーゼ７１０の濃度を有していた。したがって、結果は、共有結合による粒子３００へのリパーゼ７１０の付着が、吸着による粒子３００へのリパーゼ７１０の付着より強力、およびより安定であったことを示している。
脂肪加水分解アッセイにおいて、例示的栄養調合物１１０、Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）を使用した。１グラムの各試験試料を例示的デバイス２００内に設置した。各例示的デバイス２００は、透明ポリカーボネートで作製された本体２１０、ならびに３Ｄ印刷方法を使用して作製された入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０を有していた。各例示的デバイス２００において、入口２４２の直径は、約６．６ｍｍであり；入口フィルタチャンバ２１４の直径は、２．６ｍｍから１５ｍｍにテーパしており；入口フィルタ２５０の直径は、約１５ｍｍであり、入口フィルタ２５０の厚さは、約３．２ｍｍであり；チャンバ２２２の直径は、１５ｍｍから１７ｍｍにテーパしており；出口フィルタチャンバ２２４の直径は、約１７ｍｍであり；出口フィルタ２６０の直径は、約１７ｍｍであり、出口フィルタ２６０の厚さは、約３．２ｍｍであり；出口２３０の直径は、約１７ｍｍであり；入口２７２および入口チャンバ２７４の内径は、約１５ｍｍであり；入口２７２および入口チャンバ２７４の外側直径は、約１７ｍｍであり；出口２８２の直径は、約２ｍｍであった。入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０は、ポリエチレンから作製され、１００μｍの近似的多孔性を有していた。各デバイス２００は、約１ｇから約１．２ｇの粒子３００で満たされ、乾燥状態において粒子３００の上には約１ｍｍのヘッドスペース２２３が残されていた。
Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）溶液は、例示的ポンプ１２０により、２ｍＬ／分の設定流量でデバイス２００を通して駆動された。Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）溶液が各デバイス２００内の各試験試料を通過すると、Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）溶液中のトリグリセリド等の脂肪は、各試験試料の粒子３００に付着したリパーゼ７１０により加水分解された。デバイス２００を通したＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）溶液の流動中、各試験試料に対して、３つの測定試料を採取した。１つの試料は、Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）溶液が粒子３００に曝露される前のｔ０において採取し、１つの試料は、Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）溶液がちょうどデバイス２００から流出し始めた時のｔｉにおいて採取し、１つの試料は、ｔｉの３０分後のｔ３０において採取した。各時点において採取された各測定試料中の遊離脂肪酸の量を、定量比色アッセイ（Ａｂｃａｍ（登録商標）Ｆｒｅｅ Ｆａｔｔｙ Ａｃｉｄ Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｋｉｔ）を使用して測定した。デバイス２００内の各試験試料による脂肪加水分解の性能を、生成された遊離脂肪酸の量に基づいて評価した。図１３は、デバイス２００内に設置された試験試料により生成された遊離脂肪酸の量を示す。結果は、栄養調合物１１０がデバイス２００内の粒子３００に固定されたリパーゼ７１０を通して流動された場合、共有結合を用いて粒子３００に固定されたリパーゼ７１０（Ｃ１、Ｃ２、およびＣ３）は、吸着を使用して粒子３００に固定されたリパーゼ７１０（Ａ１、Ａ２、およびＡ３）よりも、栄養調合物１１０中の脂肪の加水分解において良好な性能を有していたことを示している。
実施例１において示されるように、粒子３１０へのリパーゼ７１０の共有結合を使用する利点は、結合の強度、すなわち、固定の安定性および／または強度である。相対的に見ると、吸着は可逆的であり、不完全な付着の欠点を有し、これによってリパーゼは粒子から脱離し得る。この欠点によって、実質的な量のリパーゼが栄養調合物と混合し得、また使用された場合には、栄養調合物がデバイス２００を通して流動した際に、患者に送達され得る。これは、以前に議論されたように、過剰のリパーゼが胃腸管に悪影響を与える可能性があるため、栄養調合物１１０中の脂肪栄養素を必要とする対象、例えば乳児集団または免疫不全患者には望ましくない可能性がある。
対照的に、共有結合では、支持材料と、リパーゼの表面上のアミノ酸上の官能基との間に、少なくとも１つの共有結合が形成する。リパーゼを支持材料に結合し得る官能基は、例えば、アミノ、カルボキシル、スルフヒドリル、ヒドロキシル、イミダゾール、またはフェノール基を含み、リパーゼの触媒活性には必須ではない。一部の実施形態では、リパーゼ７１０の１つまたは複数のリシン残基の側鎖のアミノ基は、粒子３１０の表面上のエポキシ基と反応して共有結合を形成し得る。活性部位を保護するために、固定は、基質または競合的阻害剤の存在下で行われてもよい。共有結合により固定されるリパーゼの例に関しては、S. Emiら、European Polymer Journal ３０巻（５号）：５８９〜５９５頁（１９９４年）を参照されたい。共有結合に好適な支持体は、例えば、Ｉｍｍｏｂｅａｄ（商標）（ＣｈｉｒａｌＶｉｓｉｏｎ）を含み得る。
上述のように、共有結合は、リパーゼ７１０と粒子３１０との間のより強力な、および／またはより安定な種類の相互作用であり、これは、より強力な、および／または不可逆的な結合、ならびに粒子３００からのリパーゼ７１０の脱離の低減をもたらし得る。したがって、粒子３００へのリパーゼの共有結合は、本開示の実施形態において、栄養調合物１１０がチャンバ２２２を通って流動する（および最終的に対象に送達される）際に粒子３００から脱離し得るリパーゼ７１０の量を低減または排除するために使用される。粒子３００へのリパーゼ７１０の共有結合は、有利には、付着の安定性を改善し得、一部の実施形態では所望によりリパーゼ７１０および粒子３００を再利用可能にし得、また粒子３００に付着したリパーゼ７１０により加水分解された栄養調合物１１０が、リパーゼ７１０による汚染をほとんど、または実質的に有さないことを可能にし得る。非活性リパーゼおよび／もしくは非リパーゼ実体を実質的に含まない、または低減された量の非活性リパーゼおよび／もしくは非リパーゼ実体を有する精製リパーゼ７１０は、粒子３００上のリパーゼ７１０の改善された共有結合に起因して、改善された結合効率および加水分解効率を可能にし得る。とは言うものの、上で言及されたように、精製リパーゼ７１０であっても、粒子３００にリパーゼ７１０を共有結合させるプロセス中にバックグラウンドレベルの吸着が生じ得るが、共有結合は、粒子３００にリパーゼ７１０を付着させる支配的な様式となり得る。
本明細書において使用される場合、加水分解効率は、栄養調合物１１０中の脂肪（例えば、長鎖脂肪酸トリグリセリドおよび／または長鎖脂肪酸エステル）を加水分解する上でのデバイス２００の性能を説明するために使用され得る。加水分解効率は、栄養調合物１１０がデバイス２００を通って流動した後の、栄養調合物１１０中の脂肪の総量のうちの加水分解した脂肪のパーセンテージとして定義され得る。さらに、本明細書におけるデバイス内で使用されるリパーゼ７１０は、一般に、トリグリセリド内の３つの結合のうちの２つ、すなわちｓｎ−１およびｓｎ−３位を開裂し、ｓｎ−２モノグリセリドを残す。したがって、所与のトリグリセリド内の３つの結合のうちの２つが破壊された場合、１００％加水分解が達成される。本開示の以下の実施形態においてより詳細に説明されるように、栄養調合物１１０から対象に、事前に加水分解された遊離脂肪酸およびモノグリセリドをポイントオブケアでより短期間で供給して、身体による、例えば血漿および／または組織内への遊離脂肪酸およびモノグリセリドのより効果的な吸収を可能にするためには、粒子３００に付着したリパーゼ７１０の、チャンバ２２２内の栄養調合物１１０中の脂肪分子による曝露またはそれとの相互作用を最大化して、デバイス２００の加水分解効率を改善することが有利となり得ることが理解される。曝露時間を低減することにより、患者に栄養調合物１１０を提供するために必要な時間量の低減が可能となり得、これによって、加水分解効率に大きく影響することなく、患者が所望により終夜の栄養補給を回避することが可能となり得る。
リパーゼは、動物、植物、および多くの天然または遺伝子操作微生物から得ることができる。多くの市販のリパーゼ製品は、動物から得られ、消化酵素により特に分解されやすい。より低頻度で使用される代替品は、微生物リパーゼ、すなわち細菌または真菌、例えば酵母等で産生されたリパーゼである。ある特定の微生物リパーゼは、動物または植物リパーゼよりも広いｐＨ範囲にわたり活性を保持し、したがって腸溶コーティング錠剤の必要性を排除する。しかしながら、微生物酵素は、小腸内でトリプシンにより分解される傾向を有し、それによって、消化管内でのトリグリセリドおよびエステル分解への利用可能性は低減される。一部の実施形態では、本開示において使用されるリパーゼ７１０は、細菌リパーゼ、真菌リパーゼ、またはその両方を含む。微生物リパーゼは、コリパーゼを必要としても、もしくは必要としなくてもよく、または、胆汁塩により影響されても、もしくは影響されなくてもよい。
個々の種類のリパーゼの特異性および動力学は、大きく変動し得る。リパーゼの特異性は、酵素の分子特性、基質の構造、および基質への酵素の結合に影響する因子により制御される。特異性の種類は、基質特異性を含む。一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、少なくとも１つの長鎖および／または中鎖多価不飽和脂肪酸を有するトリグリセリドおよび／またはエステルを選択的に加水分解するように選択される。一部の実施形態では、ヒト膵リパーゼと同様に、リパーゼ７１０は、図１４に示されるように、トリグリセリドのグリセロール骨格の１位および３位におけるエステル結合を特異的に加水分解し、トリグリセリドから２つの遊離脂肪酸および１つのモノグリセリドを生成し得る。一部の実施形態では、リパーゼ７１０によるトリグリセリドの加水分解によって生成された多価不飽和脂肪酸は、ドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）、アラキドン酸（ＡＲＡ）、エイコサペンタエン酸（ＥＰＡ）、およびリノール酸（ＬＡ）の１つまたは複数を含み得る。一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、ＬＣＴ、例えばＬＣ−ＰＵＦＡを有する１種または複数種のトリグリセリドを加水分解するためのその親和性のアッセイに基づいて選択され得る。
現在、Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｖｉｓｃｏｓｕｍ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ、Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｃｅｐａｃｉａ、およびＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅにより産生されるリパーゼは、他のリパーゼ、例えばＣａｎｄｉｄａ ｒｕｇｏｓａ、Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉ、Ｐｅｎｉｃｉｌｉｕｍ ｃａｍｅｍｂｅｒｔｉ、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ、およびＡｓｐｅｒｇｉｌｌｉｓ ｏｒｙｚａｅにより産生されるリパーゼよりも、ＤＨＡ、ＥＰＡ、およびＡＲＡに対する大きな特異性を有することが決定されている。したがって、リパーゼ７１０は、Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｖｉｓｃｏｓｕｍリパーゼ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓリパーゼ、Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｃｅｐａｃｉａリパーゼ、および／またはＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼの少なくとも１つから選択される微生物リパーゼであってもよい。一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｖｉｓｃｏｓｕｍリパーゼ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓリパーゼ、またはＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼである。一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼである。一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｖｉｓｃｏｓｕｍリパーゼ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓリパーゼ、またはＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼの１つまたは複数の比活性度と同等の、ＤＨＡ、ＥＰＡ、および／またはＡＲＡを有するトリグリセリドに対する比活性度を有する。
Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｖｉｓｃｏｓｕｍリパーゼ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓリパーゼ、Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｃｅｐａｃｉａリパーゼ、およびＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼ等のある特定の種のリパーゼへの言及は、必ずしもリパーゼが天然宿主種から直接調製されたことを意味するとは限らない。例えば、別の宿主細胞において組み換えにより同じリパーゼが産生され得る。
一部の実施形態では、酵素は、Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｖｉｓｃｏｓｕｍリパーゼ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓリパーゼ、Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼ、Ｔｈｅｒｍｏｍｙｃｅｓ ｌａｎｕｇｉｎｏｓｕｓリパーゼ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓリパーゼ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓリパーゼ、Ｃａｎｄｉｄａ ｒｕｇｏｓａリパーゼ、Ｍｕｃｏｒ ｊａｖａｎｉｃｕｓリパーゼ、Ｌｅｃｉｔａｓｅ、Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｎｉｖｅｕｓリパーゼ、Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉリパーゼ、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒリパーゼ、Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ｃａｍｅｍｂｅｒｔｉリパーゼ、Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ ｃｅｐａｃｉａリパーゼ、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｔｕｔｚｅｒｉリパーゼ、Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｓｐｐ．リパーゼ、Ｃａｎｄｉｄａ ａｎｔａｒｃｔｉｃａリパーゼ、Ｈａｎｓｅｎｕｌａ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａリパーゼ、Ｈｕｍｉｃｏｌａ ｉｎｓｏｌｅｎｓリパーゼ、Ｔｈｅｒｍｏｍｙｃｅｓ ｌａｎｇｕｎｏｓａホスホリパーゼ、レシチナーゼホスホリパーゼ、または上記の属のいずれかに含まれる任意の組み換え種からのリパーゼもしくはホスホリパーゼ、または任意の好適なリパーゼもしくはホスホリパーゼ、またはそれらの組合せの少なくとも１つから選択され得る。
一部の実施形態では、少なくとも１種のリパーゼ７１０が、個々の粒子３１０に付着してもよい。一部の実施形態では、異なる種類のリパーゼ７１０が、同じ粒子３１０に、または粒子３００を構成する異なる群の粒子に付着してもよい。異なる群の粒子は、異なるリパーゼ、異なる中位径もしくは平均直径、異なる表面積、異なる官能基の濃度もしくは種類を有してもよく、および／または、異なる種類のポリマー材料、例えば中実もしくは多孔質ポリマー材料で作製されてもよい。
一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、微生物集団、例えばＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅからの抽出物であってもよく、また他のタンパク質または酵素を含有してもよい。一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、胃リパーゼ、および／または非リパーゼ酵素、例えばレシチナーゼを含んでもよい。一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、粒子３１０への付着前に精製されてもよく、および／または、官能性化学基もしくは化学リンカーを付加することにより改質されてもよい。一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、２種以上の脂肪、例えば、１つまたは複数の異なる長鎖多価不飽和脂肪酸またはリン脂質を有する異なるトリグリセリドを加水分解してもよい。
一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、ある範囲のｐＨ値において脂肪またはトリグリセリドの加水分解を触媒し得、約５から約８の範囲のｐＨ値で最大加水分解活性を有し得る。所与の栄養調合物１１０のｐＨは、中性ｐＨ近辺、例えば約ｐＨ６からｐＨ８であってもよく、したがって、栄養調合物１１０のｐＨ範囲と実質的に同じｐＨ範囲で効率的に脂肪を加水分解するリパーゼ７１０が選択されてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０のｐＨにおいてピーク活性を有するリパーゼ７１０が選択されてもよい。ヒト膵リパーゼとは異なり、リパーゼ７１０は、脂肪を効率的に加水分解するために補因子を必要としないことが可能である。一部の実施形態では、リパーゼ７１０の酵素活性は、胆汁塩により影響されないことが可能である。
一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、約４℃から約３５℃の範囲の温度にわたり活性であってもよい。栄養調合物１１０が劣化するのを防止するために、栄養調合物１１０は、４℃から約１０℃の範囲の温度で保存および冷蔵されてもよい。栄養調合物１１０は、冷蔵保存から取り出された後に患者に送達されてもよく、または室温に、例えば約２０℃から約２５℃に温められた後に送達されてもよい。したがって、栄養調合物１１０の温度は、典型的には、約４℃から約２５℃の範囲であってもよい。一部の状況において、栄養調合物１１０は、送達前に、例えば約３６℃から約３７℃の体温まで温められてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０の温度範囲と実質的に同じ温度範囲で効率的に脂肪を加水分解するリパーゼ７１０が選択されてもよい。微生物リパーゼはまた、一般に、ある特定のｐＨまたはある特定のｐＨ範囲で最適活性レベルを有する。一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、胃内環境のより低いｐＨ範囲に加えて、またはその代わりに、栄養調合物の中性ｐＨでの使用に適合し得る。一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、改善された安全性を考慮して、胃腸系内でより活性でなくてもよい。一部の実施形態では、送達前に栄養調合物１１０の温度においてピーク活性を有するリパーゼ７１０が選択されてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０が送達され得る温度の範囲にわたり十分な活性を有するリパーゼ７１０が選択されてもよい。
一部の実施形態では、粒子３１０に付着したリパーゼ７１０の密度は、粒子３１０のポリマー材料の官能基、例えばエポキシ基の濃度を調整することにより制御され得る。粒子３１０の表面上に存在するエポキシ基の濃度の減少により、粒子３１０に付着したリパーゼ７１０の密度が減少または制限され得る。一部の実施形態では、粒子３１０に付着したリパーゼ７１０の密度は、ポリマー粒子３１０のグラム当たり約１０ｍｇから約１００ｍｇ、１００ｍｇから約２００ｍｇ、約１００ｍｇから約３００ｍｇ、約１００ｍｇから約４００ｍｇ、約１００ｍｇから約５００ｍｇ、約２００ｍｇから約３００ｍｇ、約２００ｍｇから約４００ｍｇ、約２００ｍｇから約５００ｍｇ、約３００ｍｇから約４００ｍｇ、約３００ｍｇから約５００ｍｇ、または約４００ｍｇから約５００ｍｇの範囲であってもよい。
一部の実施形態では、所与の粒子３１０の表面に付着したリパーゼ７１０の密度は、栄養調合物１１０中の長鎖脂肪酸トリグリセリドおよび／または長鎖脂肪酸エステル等の脂肪をより効率的に加水分解するために、デバイス２００内の粒子３００上のリパーゼ７１０の量を増加させるように増加されてもよい。一部の実施形態では、粒子３００の表面に付着したリパーゼ７１０の密度の増加により、デバイス２００内のリパーゼ７１０の量を減少させることなく、ひいては潜在的にデバイス２００の全体的加水分解効率に実質的に影響することなく、デバイス２００内で使用される粒子３００をより少なくすることが可能となり得る。しかしながら、一部の実施形態では、粒子３００の表面に付着したリパーゼ７１０の密度の増加は、粒子３００上のリパーゼ７１０の全体的効率を増加させない可能性があり、または効率の閾値レベルに到達する可能性がある。例えば、増加した量のリパーゼ７１０が個々の粒子３１０に結合し得るが、リパーゼ７１０は、粒子３１０の内側の細孔および／またはチャネルの表面上に固定され得、細孔および／またはチャネルのサイズが、加水分解される脂肪分子より小さい、および／または実質的に親水性である場合、栄養調合物１１０中の脂肪分子は、細孔および／またはチャネルと接触しない可能性があり、そこに結合したリパーゼ７１０と反応しない可能性がある。そのような状況では、粒子３１０の内側に結合したリパーゼ７１０の量の増加は、粒子３００またはデバイス２００の全体的加水分解効率を増加させない可能性がある。
一部の実施形態では、粒子３１０の表面に付着したリパーゼ７１０の閾値を超える密度の増加は、粒子３１０上のリパーゼ７１０の加水分解効率を増加させない可能性があり、またはさらには一部の場合において効率を減少し得る。例えば、リパーゼ７１０の密度の増加は、粒子３１０上のリパーゼ７１０の向きに影響し得る、または粒子３１０上の隣接リパーゼ分子間の立体障害を増加させ得る、および／または栄養調合物１１０中の脂肪分子に対するリパーゼ７１０の柔軟性もしくは近接性を低減し得る。これが生じる場合、粒子３１０上により多くのリパーゼ７１０が存在するとしても、栄養調合物１１０中の脂肪はリパーゼの活性部位と相互作用できない可能性があり、隣接リパーゼ分子が互いを妨害し得る。一部の実施形態では、リパーゼ７１０の十分な柔軟性を可能にするために、および／または粒子３１０上の隣接リパーゼ分子間の立体障害を低減するために、ひいてはリパーゼを加水分解される脂肪に接近可能とすることにより粒子３１０に付着したリパーゼ７１０の全体的活性を保存する、および／または増加させるために、粒子３１０の表面に付着したリパーゼ７１０の密度が低減されてもよい。一部の実施形態では、閾値効率に達する場合、その閾値量に実質的に等しいリパーゼの量が使用されてもよいが、これは、リパーゼの量の増加が実質的な効率上の利益なしにコストを増加させるだけとなり得るためである。
一部の実施形態では、リパーゼ７１０の純度は、粒子３１０上のリパーゼ７１０の共有結合および加水分解効率を増加させるために改変されてもよい。例えば、いくつかのリパーゼ酵素調製物は、タンパク質およびポリサッカリドのその単離または生成からの持ち越し材料を含み得る、または希釈剤もしくは不活性リパーゼを含有し得る。これらの他の材料は、活性リパーゼ７１０の酵素活性部位と干渉し得る、粒子３００上の共有結合部位に関して競合し得る、リパーゼ７１０を立体的に妨害し得る、および／または基質が活性部位に容易に到達するのを防止し得る。一部の実施形態では、これらの非活性および非リパーゼ実体は、固定のプロセス中に酵素調製物から除去されてもよく、または、一部の実施形態では、これらの非活性および非リパーゼ実体は、固定の前に酵素調製物から除去されてもよい。非活性および／または非リパーゼ実体の除去は、粒子３００に付着したリパーゼ７１０の全体的活性の増加を提供し得る。一部の実施形態では、固定前の酵素調製物に対する活性リパーゼの質量比は、５％まで低くてもよく、また本質的に１００％まで高くてもよい。
一部の実施形態では、粒子３１０に付着したリパーゼ７１０の量は、粒子３１０の表面積に比例し得る。例えば、第１の粒子３１０が第２の粒子３１０より大きい直径を有し、ひいてはより広い表面積を有する場合、リパーゼ７１０の等しい密度において、第１の粒子３１０は、第２の粒子３１０より多量の付着したリパーゼを有する。同じサイズの粒子では、多孔質コアを有する粒子３１０は、中実コアを有する粒子３１０より広い表面積を有し得、したがって、粒子の表面積に付着したリパーゼ７１０の密度が等しい場合、多孔質コアを有する粒子に付着したリパーゼ７１０の量は、中実コアを有する粒子３１０より多くなり得る。同様に、同じサイズの粒子では、不均一で不規則な表面を有する粒子３１０は、平滑表面を有する粒子３１０より広い表面積を有し得、したがって、粒子の表面に付着したリパーゼ７１０の密度が同じである場合、不均一で不規則な表面を有する粒子３１０に付着したリパーゼ７１０の量は、平滑表面を有する粒子３１０に付着したリパーゼより多くなり得る。したがって、より広い表面積を有する個々の粒子３１０、例えば不均一表面および多孔質コアを有する粒子３１０で構成された粒子３００は、より小さい表面積、ひいてはより少量のリパーゼ７１０を有する個々の粒子３１０、例えば平滑表面および中実コアを有する粒子３１０で構成された粒子３００より広い全体的表面積、ひいてはより多量のリパーゼ７１０を提供し得る。
一部の実施形態では、チャンバ２２２内のリパーゼ７１０の量は、チャンバ２２２内に含有される粒子３００の全表面積に比例し得る。個々の粒子３００の表面積および体積は、その粒子３１０のサイズまたは直径に比例する。直径Ｄを有する球状粒子の表面積および体積は、それぞれπ＊Ｄ２および（π＊Ｄ３）／６として計算され得る。一部の実施形態では、チャンバ２２２は所定の体積を有し得るため、チャンバ２２２内に設置され得る最大数の粒子３００が存在する。例えば、チャンバ２２２が体積Ｖ０を有し、チャンバ２２２内に設置され得る中位径または平均直径Ｄ１を有する粒子３００がＮ１であり、チャンバ２２２内に設置され得る中位径または平均直径Ｄ２を有する粒子３００がＮ２であり、Ｄ１がＤ２より大きい場合、Ｎ１はＮ２より小さい。換言すれば、チャンバ２２２の所与の体積に対して、チャンバ２２２内に収まることができるより大きい直径を有する粒子３００の数は、より小さい直径を有する粒子３００の数より少ない。この状況において、粒子３００の全表面積は、他の全ての変数が等しい場合、粒子３００の中位径または平均直径に反比例する。したがって、粒子３００の全体積を考慮して、より大きい中位径または平均直径を有する粒子３００の全表面積は、より小さい中位径または平均直径を有する粒子３００の全表面積より小さい。したがって、一部の実施形態では、粒子３００の表面積を増加させるために、本体２１０のチャンバ２２２は、より多くの粒子３００を収納するようにより大きな体積で作製され得る。他の実施形態では、粒子３００の表面積を増加させるために、チャンバ２２２のある特定の体積を考慮して、粒子３００の中位径または平均直径（単数および／または複数）は、より小さくなるように選択され得る。
一部の実施形態では、粒子３１０の表面をリパーゼ７１０に連結させるために、化学リンカーが使用されてもよい。そのような化学リンカーは、リパーゼ７１０とそれが付着する粒子３１０との間の距離を増加し得る。例えば、化学リンカーは、約０．１ｎｍから約１ｎｍ、約１ｎｍから約３ｎｍ、約３ｎｍから約４ｎｍ、約４ｎｍから約６ｎｍ、約６ｎｍから約８ｎｍ、約８ｎｍから約１０ｎｍ、約１２ｎｍから約１４ｎｍ、約１４ｎｍから約１６ｎｍ、約１６ｎｍから約１８ｎｍ、約１８ｎｍから約２０ｎｍ、約０．１ｎｍから約３ｎｍ、約０．１ｎｍから約４ｎｍ、約０．１ｎｍから約８ｎｍ、約０．１ｎｍから約１０ｎｍ、約０．１ｎｍから約１２ｎｍ、約０．１ｎｍから約１４ｎｍ、約０．１ｎｍから約１６ｎｍ、約０．１ｎｍから約１８ｎｍ、または約０．１ｎｍから約２０ｎｍの範囲で、粒子３１０の表面からのリパーゼ７１０の距離をさらに遠くに増加させ得る。これは、リパーゼ７１０の移動度または柔軟性を増加させる、隣接リパーゼ分子の立体障害を低減する、および／またはリパーゼ７１０の活性部位を栄養調合物１１０中の脂肪分子に向かせることができ、したがって、リパーゼ７１０の酵素活性を保存する、もしくは増加させることができる。一部の実施形態では、化学リンカーは、リパーゼ７１０の活性部位を栄養調合物１１０中の加水分解される脂肪分子に向かって向かせるために、リパーゼ７１０が粒子３１０の表面上である特定の向きをとるのを可能にし得る。一部の実施形態では、スペーサー分子が、粒子３１０の表面に付着または化学的に連結されてもよく、粒子３１０の表面上の隣接リパーゼ分子間の立体障害を低減するように隣接リパーゼ分子間に位置付けられてもよい。
一部の実施形態では、異なる粒子３００が、その表面に付着したリパーゼ７１０の異なる量および／または密度を有してもよい。本明細書において留意されるように、粒子３００は、上述のような全ての種類の個々の粒子３１０を含んでもよく、または、同様の粒子の種類が異なるサイズ、形状、質量密度、および／もしくは固定されたリパーゼ７１０の密度を有してもよい。一部の実施形態では、これらの異なる粒子の種類のそれぞれが、リパーゼ７１０の異なる密度、異なる表面積、および／または固定されたリパーゼ７１０の異なる量等を有してもよい。
チャンバ２２２内の粒子３００の全体的表面積および／またはリパーゼ７１０の総量の増加は、リパーゼ７１０と栄養調合物１１０中の脂肪分子との間の曝露または相互作用を増加させることができ、これは、栄養調合物１１０中の脂肪、例えば長鎖多価不飽和トリグリセリドおよび／または長鎖多価不飽和エステルを加水分解するためのデバイス２００の効率を改善し得る。
一部の実施形態では、個々の粒子３１０の表面は、疎水性または部分的に疎水性であってもよい。例えば、粒子３１０の表面は、疎水性であってもよく、したがって制限された湿潤能力を有してもよく、または湿潤状態を有さなくてもよい。一部の実施形態では、粒子３１０の疎水性表面は、水溶液、油−水エマルション、または複合栄養液、例えば栄養調合物１１０から、疎水性相互作用により脂肪分子を引き付けることができる。そのような疎水性相互作用は、粒子３１０に付着したリパーゼ７１０への脂肪分子の近接性を増加させることができ、リパーゼ７１０による栄養調合物１１０中の脂肪分子の加水分解を促進し得る。一部の実施形態では、粒子３１０の表面は、親水性または部分的に親水性であってもよい。例えば、粒子３１０の表面は、親水性であってもよく、水溶液、油−水液体、および／または栄養調合物１１０中への懸濁後に湿潤してもよい。一部の実施形態では、粒子３１０のポリマー材料は、例えば１種または複数種のポリマーまたはコポリマーを含むことにより、部分的に親水性および部分的に疎水性であってもよい。そのような実施形態では、粒子３１０は、表面上で親水性であると同時に疎水性であってもよく、栄養調合物１１０中の脂肪分子を引き付けてもよく、また栄養調合物１１０中で湿潤してもよい。一部の実施形態では、粒子３１０の外面は親水性であってもよく、粒子３１０の内側の細孔および／もしくはチャネルの表面は疎水性であってもよく、またはその逆であってもよい。
粒子３１０の親水性表面を有すること、または粒子３１０の湿潤は、粒子３１０の表面に付着したリパーゼ７１０の酵素活性に有益となり得る。一部の実施形態では、図１５に示されるように、粒子３１０は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）コーティング３１５を有してもよい。一部の実施形態では、粒子３１０の外面上のＰＥＧコーティング３１５は、粒子３１０が、水を含む溶媒、例えば栄養調合物１１０中に懸濁された際の粒子３１０の湿潤能力を改善し、それにより、リパーゼ７１０の酵素活性に有益な湿潤表面環境を形成し得る。一部の実施形態では、ＰＥＧコーティング３１５は、粒子３１０へのリパーゼ７１０の付着の安定性を改善し得る。一実施形態では、ＰＥＧコーティング３１５の量は、粒子３１０の全体的組成の約０から約２重量％、約２重量％から約５重量％、約５重量％から約８重量％、約８重量％から約１０重量％、約５重量％から約１０重量％、約２重量％から約１０重量％、または約０から約１０重量％の範囲であってもよい。代替として、粒子３１０が水を含む溶媒中に懸濁される際の粒子３１０の湿潤能力を改善するために、他のコーティングまたはコーティングの組合せが使用されてもよい。代替のコーティングは、例えば、レシチンコーティング、ポリビニルピロリドン（polyvynylpyrrolidone）コーティング、ポリビニルアルコールコーティング、非イオン性界面活性剤コーティング、アルコールコーティング、例えばドデカノール、グリセロールコーティング、プロパンジオールコーティング（例えば１，２−プロパンジオール）、水、または、栄養調合物１１０中の粒子３１０の湿潤能力を改善し得る任意の好適なコーティングを含み得る。一部の実施形態では、栄養調合物１１０中の粒子３１０の湿潤能力を改善するために、粒子３１０のコーティング中に湿潤剤が含まれてもよい。
一部の例示的実施形態では、酵素の固定の安定性を提供するために、ＰＥＧが使用されてもよい。一部の実施形態では、２重量％から１０重量％のＰＥＧの含有は、習慣的な保存条件（６０％ＲＨ±５％ＲＨで５℃±３℃および２５℃±２℃）において保存された場合、少なくとも約１８ヶ月のデバイス２００内でのリパーゼの貯蔵期間安定性をもたらしている。一部の実施形態では、粒子３００上のＰＥＧの非存在または低減されたレベルはまた、粒子３００上のリパーゼの好適な貯蔵期間安定性をもたらし得る。
一部の実施形態では、粒子３１０は、ポリマーマトリックスおよび／または格子を含んでもよい。例えば、ポリマーマトリックスは、細孔および／またはチャネルを有する多孔質コポリマーで作製されてもよく、リパーゼ７１０は、凝集して、粒子３１０内に捕捉されてもよい。そのような状況では、リパーゼの活性部位は、露出したままであってもよく、脂肪分子またはミセルと相互作用してもよい。例えば、栄養調合物１１０がチャンバ２２２および粒子３００を通して流動された場合、栄養調合物１１０の脂肪分子は、例えば対流および／または拡散により複雑なマトリックスおよび／または格子に進入し、次いで、マトリックスおよび／または格子内に捕捉されたリパーゼ７１０またはリパーゼ７１０の凝集体と混合し得る、相互作用し得る、またはそれにより加水分解され得る。
以前に議論されたように、チャンバ２２２内の粒子３００を保持する、閉塞を防止する、ならびに／または、デバイス２００および粒子３００を通して栄養調合物１１０を含む液体の流動を誘導する、もしくはそれに影響するために、１つまたは複数のフィルタが使用されてもよい。入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０は、図１６Ａおよび１６Ｂに示されるように、吸入表面８１０および排出表面８２０を有するメッシュ８００を含んでもよい。図１６Ａは、メッシュ８００の例示的実施形態の断面を示す。図１６Ａに示されるように、一部の実施形態では、メッシュ８００は、流体を通過させるための略秩序的なチャネルを有する従来のスクリーン型メッシュ８００であってもよい。そのようなチャネルは、パターン化されてもよく、例えば直線、櫛状、例えばハニカム状であってもよく、および／または放射状に分布してもよい。例えば、図１６Ａに示されるように、メッシュ８００は、その構造内に、栄養調合物１１０を通過させるための直線経路を有してもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０は、ポンプ１２０により、重力栄養補給により、またはシリンジの使用により誘導されて、メッシュ８００の直線経路を通して流動されてもよい。直線経路の直径および／または相対位置は、均一であってもよく、またはメッシュ８００にわたり変動してもよい。
メッシュ８００は、栄養調合物１１０の流動に流体力学的抵抗を付与し得、流体力学的抵抗の大きさおよび栄養調合物１１０の流動は、メッシュ８００の経路の直径および／または場所に依存し得る。例えば、メッシュ８００の経路の直径または周辺が十分に大きい場合、栄養調合物１１０は、小さい流体力学的抵抗を受ける可能性があり、メッシュ８００の周縁部の経路よりもメッシュ８００の中央部近くの経路を通過し、メッシュ８００の排出表面８２０でより集中した栄養調合物１１０の流動をもたらし得る。メッシュ８００の経路の直径が十分に小さい、および／または経路が流動を分布させるような様式で向けられている場合、栄養調合物１１０は、より大きい流体力学的抵抗を受ける可能性があり、したがって、メッシュ８００の吸入表面８１０において分布し得、またメッシュ８００にわたり経路をより均一に通過して、メッシュ８００の排出表面８２０でより分布した栄養調合物１１０の流動をもたらし得る。一部の実施形態では、メッシュ８００の経路の少なくともいくつかは、メッシュ８００の周縁部に向けて外側に角度が付けられ、栄養調合物１１０の流動をチャンバ２２２の周縁部に誘導し、栄養調合物１１０をチャンバ２２２内の粒子３００にわたり分布させてもよい。栄養調合物１１０のより分布した流動を提供するメッシュ８００は、栄養調合物１１０をより多くの粒子３００に、ひいてはチャンバ２２２内のより多くのリパーゼ７１０に曝露させてもよく、栄養調合物１１０中の脂肪を加水分解させるためのデバイス２００の効率を増加させることができる。
一部の実施形態では、図１６Ｂに示されるように、メッシュ８００は、メッシュを通って延在して栄養調合物１１０を通過させる複数の入り組んだ経路を有する多孔質メッシュ８００であってもよい。一部の実施形態では、入り組んだ経路は、サイズ、形状、および／もしくは分布において不規則であってもよく、または実質的に規則的および秩序的であってもよい。一部の実施形態では、入り組んだ経路の形状および場所は、多孔質メッシュ８００の製造中に無作為に生成されてもよい。他の実施形態では、入り組んだ経路、および入り組んだ経路の断面形状は、事前に決定されてもよく、例えば、コンピュータ支援設計パッケージを使用して設計されてもよい。例えば、メッシュ８００の入り組んだ経路の寸法および構成は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）パッケージを使用してまずモデル化または設計され、３Ｄ印刷等の積層造形技術を使用して製造されてもよい。そのような作製方法は、図１６Ａにおけるメッシュ８００のチャネルに対しても使用され得る。
図１６Ｂに示されるように、多孔質メッシュ８００の入り組んだ経路は、栄養調合物１１０を、多孔質メッシュ８００に沿って分布させながら入口フィルタ２５０を通過させることができる。このようにして、入口フィルタ２５０のある特定の部分、例えば中央部のみを通過させ、流体のチャネリングおよび／または分流をもたらすのではなく、栄養調合物１１０は、メッシュ８００の排出表面８２０にわたりより均一に分布し得る。栄養調合物１１０のそのような分布は、栄養調合物１１０がチャンバ２２２の断面のより多く、または実質的に全てを通って、ひいては粒子３００のより広い断面にわたり流動するのを可能にし、したがって、チャンバ２２２内の粒子３００を通した栄養調合物１１０のチャネリングおよび／または分流の形成を低減し得る。したがって、栄養調合物１１０は、より多くの粒子３００およびより多くのリパーゼ７１０に曝露され、脂肪を加水分解するためのデバイス２００の効率を増加させることができる。
入り組んだ経路のフィルタ、メッシュフィルタ、およびデプスフィルタ等を含むフィルタはまた、栄養調合物１１０中の脂肪粒子を破砕することにより、脂肪の加水分解に影響し得る。パッケージされた栄養調合物および低温殺菌された均質化人乳は、油相および水相が室温保存中に分離しないように乳化脂肪の形態を有する。乳化脂肪粒子は、サイズが変動し得る、または粒子３００の表面をコーティングし得るが、これは、トリグリセリドからモノグリセリドおよび遊離脂肪酸への効果的な加水分解のためにトリグリセリド骨格に接近する、粒子３００上の固定されたリパーゼの能力に影響し得る。フィルタの含有は、粒子をより小さくより均一なサイズに破砕することにより、加水分解を促進し得る。
入り組んだフィルタまたはデプスフィルタは、乳化脂肪粒子のサイズを変化させ得る。フィルタの細孔サイズ、フィルタの種類、および／またはフィルタの深度を変更することにより、エマルションはより小さい粒子に破壊され得る。１つの予備的研究において、低温殺菌された均質化人乳の第１の試料を単層メッシュフィルタに通過させ、低温殺菌された均質化人乳の第２の試料をデプスフィルタに通過させた。初期実験では、デプスフィルタへの調乳の通過と比較して、メッシュフィルタへの調乳の通過は、エマルションのより小さい粒子またはより小さい脂肪球への破壊をもたらした。理論上、デバイス２００内のリパーゼがより小さいエマルション粒子と相互作用して脂肪を加水分解することがより容易となり得る。
フィルタはまた、栄養調合物中の脂肪を包囲するタンパク質またはリン脂質を破壊するように機能し得る。例えば、栄養調合物がフィルタを通過する際、フィルタは、脂肪を包囲するリン脂質およびタンパク質を含有する層を破砕して、チャンバ２２２内のリパーゼが脂肪により容易に接近するのを可能にし得る。一部の実施形態では、１つまたは複数のフィルタはまた、タンパク質の破砕を促進するためにプロテアーゼでコーティングされてもよい。
入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０におけるメッシュ８００の細孔、チャネル、および／または経路のサイズおよび／または直径は、粒子３００の直径より小さく、粒子３００が入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０を通過するのを防止する。例えば、粒子３００がメッシュ８００の細孔、チャネル、および／または経路を通過および／または閉塞するのを防止するために、多孔質メッシュ８００の細孔、チャネル、および／または経路の中位径または平均直径は、粒子３００の最小直径より、例えば約１０％から約２０％、約２０％から約３０％、約３０％から約４０％、約４０％から約５０％、約５０％から約６０％、約２０％から約６０％、約３０％から約６０％、約４０％から約６０％、約５０％から約６０％、約１０％から約３０％、約１０％から約４０％、約１０％から約５０％、または約１０％から約６０％小さくてもよい。一部の実施形態では、メッシュ８００における細孔、チャネル、および／または経路の直径または周辺は、約１０μｍから約１００μｍ、約１０μｍから約１５０μｍ、約１０μｍから約２００μｍ、約１０μｍから約３００μｍ、約１０μｍから約４００μｍ、約１０μｍから約５００μｍ、約５０μｍから約３００μｍ、約５０μｍから約４００μｍ、約５０μｍから約５００μｍ、約１００μｍから約２００μｍ、約１００μｍから約３００μｍ、約１００μｍから約４００μｍ、または約１００μｍから約５００μｍの範囲であってもよい。
一部の実施形態では、メッシュ８００における細孔、チャネル、および／または経路のサイズまたは直径は、粒子３００の直径の分布に依存し得る。上で議論されたように、一部の実施形態では、粒子３００は、小径側の閾値、例えばメッシュ８００の細孔、チャネル、および／または経路の中位径または平均直径より小さい直径を有する粒子をフィルタ除去するために篩い分けされてもよい。そのような篩い分けまたはフィルタ除去は、入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０を通過および／または閉塞し得る分布の小径側境界の直径を有する粒子３００の確率を低減し得る。
一実施形態では、入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０の両方が、図１６Ａに示されるもの等の従来のメッシュ８００を含み得る。別の実施形態では、入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０の両方が、図１６Ｂに示されるもの等の入り組んだ経路を含む多孔質メッシュ８００を含み得る。別の実施形態では、入口フィルタ２５０が従来のメッシュ８００を含んでもよく、出口フィルタ２６０が多孔質メッシュ８００を含んでもよい。別の実施形態では、入口フィルタ２５０が多孔質メッシュ８００を含んでもよく、出口フィルタ２６０が従来のメッシュ８００を含んでもよい。別の実施形態では、入口フィルタ２５０が、従来のメッシュ８００および多孔質メッシュ８００の両方を含んでもよく、出口フィルタ２６０が、従来のメッシュ８０または多孔質メッシュ８００を含んでもよい。別の実施形態では、入口フィルタ２５０が、従来のメッシュ８００または多孔質メッシュ８００を含んでもよく、出口フィルタ２６０が、従来のメッシュ８００および多孔質メッシュ８００を含んでもよい。別の実施形態では、入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０の両方が、従来のメッシュ８００および多孔質メッシュ８００を含んでもよい。
一部の実施形態では、入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０の厚さは、約０．１ｍｍから約１ｍｍ、約０．１ｍｍから約２ｍｍ、約２ｍｍから約４ｍｍ、約４ｍｍから約６ｍｍ、約６ｍｍから約８ｍｍ、約８ｍｍから約１０ｍｍ、約０．１ｍｍから約４ｍｍ、約０．１ｍｍから約６ｍｍ、約０．１ｍｍから約８ｍｍ、約０．１ｍｍから約１０ｍｍの範囲であってもよい。厚さは、デバイス２００を通した栄養調合物１１０の流量、および／または粒子３００にわたる栄養調合物１１０の分布に影響してもよく、または影響しなくてもよい。
一部の実施形態では、入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０のメッシュ８００は、生体適合性、不活性、および／または医療用ポリマー材料、例えばポリエチレンで作製されてもよい。一部の実施形態では、入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０は、メンブレンフィルタであってもよい。一部の実施形態では、デバイス２００は、出口フィルタ２６０のみを有してもよく、入口フィルタ２５０を有さなくてもよい。一部の実施形態では、デバイス２００は、２つ以上の出口フィルタ２６０および／または入口フィルタ２５０を有してもよい。出口フィルタ２６０および／または入口フィルタ２５０のメッシュ８００におけるチャネルまたは入り組んだ経路の直径または周辺は、互いに異なっていても、または異なっていなくてもよい。
一部の実施形態では、入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０は、栄養調合物１１０が通過する際にそれを乳化するように構成された少なくとも１種の乳化剤でコーティングされてもよい。栄養調合物１１０は、例えばタンパク質、炭水化物、脂肪、水、ミネラル、および／またはビタミンを含み得る複合混合物で構成され、また特別に調合および処理された流動食を含み得るため、乳化剤は、栄養調合物１１０を、分散相内の栄養調合物１１０中の脂肪および分散媒としての液体を有する液中油エマルションに乳化し得る。例えば、脂肪滴は、乳化剤により液体媒体中に分布され得る。栄養調合物１１０のエマルションを形成することにより、栄養調合物１１０中の脂肪分子とチャンバ２２２内の粒子３００に付着したリパーゼ７１０との間の相互作用が促進され得る。例えば、脂肪滴は、粒子３１０の疎水性表面に引き付けられ得る。粒子３１０の表面は、ＰＥＧコーティング３１５の層を含んでもよく、またエマルションの液体媒体中で湿潤してもよく、したがって、リパーゼ７１０は、粒子３１０の表面に引き付けられるエマルション中の脂肪分子を加水分解し得る。一部の実施形態では、乳化剤の種類は、栄養調合物１１０の組成に依存し得る。一部の実施形態では、入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０の表面をコーティングするために、複数の種類の乳化剤が使用され得る。一部の実施形態では、栄養調合物１１０は、事前に乳化されてもよく、または、デバイス２００を通して流動される前にすでにエマルションであってもよい。一部の実施形態では、入口フィルタ２５０の代わりに、またはそれに加えて、入口２１２の内側部分が乳化剤でコーティングされてもよい。
代替の好適な乳化剤は、例えば、タンパク質、加水分解タンパク質、レシチン、リン脂質、もしくはポリビニルピロリドン（polyvinylpyrrylidone）、またはそれらの任意の好適な組合せを含み得る。乳化剤として使用されるレシチンは、リン脂質、例えばホスファチジルコリンおよびホスファチジルエタノールアミンの混合物であってもよく、卵黄および大豆等の源から抽出され得る。代替的な乳化剤は、例えば、ジアセチル酒石酸エステル、ステアロイル−２−乳酸ナトリウムもしくはカルシウム、アンモニウムホスファチド、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸アンモニウム、アルギン酸カルシウム、プロパン−１，２−ジオールアルギネート、寒天、カラギーナン、加工ｅｕｃｈｅｕｍａ海草、ローカストビーンガム、イナゴマメガム、グアーガム、トラガカント、アカシアガム；アラビアガム、キサンタンガム、カラヤガム、タラガム、ゲランガム、コンニャク、大豆ヘミセルロース、カシアガム、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリソルベート２０、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリソルベート８０、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリソルベート４０、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリソルベート６０、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリソルベート６５、ペクチン、アンモニウムホスファチド、スクロース酢酸イソブチル、ウッドロジンのグリセロールエステル、セルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、架橋ナトリウムカルボキシメチルセルロース、酵素加水分解カルボキシメチルセルロース、脂肪酸のナトリウム、カリウム、マグネシウム、およびカルシウム塩、脂肪酸のモノ−およびジグリセリド、脂肪酸のモノ−およびジグリセリドの酢酸エステル、脂肪酸のモノ−およびジグリセリドの乳酸エステル、脂肪酸のモノ−およびジグリセリドのクエン酸エステル、脂肪酸のモノ−およびジグリセリドの酒石酸エステル、脂肪酸のモノ−およびジグリセリドのモノ−およびジアセチル酒石酸エステル、脂肪酸のモノ−およびジグリセリドの酢酸および酒石酸混合エステル、脂肪酸のスクロースエステル、スクログリセリド、脂肪酸のポリグリセロールエステル、ポリリシノレイン酸ポリグリセロール、脂肪酸のプロパン−１，２−ジオールエステル、脂肪酸のモノ−およびジグリセリドと相互作用した熱酸化大豆油、ステアロイル−２−乳酸ナトリウム、ステアロイル−２−乳酸カルシウム、酒石酸ステアリル、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノパルミテート、またはインベルターゼを含み得る。
上述のように、栄養調合物１１０は、ポンプ１２０により、重力栄養補給により、またはシリンジの使用によりデバイス２００を通して誘導されてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０は、約０．０２ｍＬ／分から約２ｍＬ／分、約０．４ｍＬ／分から約２ｍＬ／分、約０．４ｍＬ／分から約４ｍＬ／分、約０．４ｍＬ／分から約６ｍＬ／分、約０．４ｍＬ／分から約８ｍＬ／分、約０．４ｍＬ／分から約１０ｍＬ／分、約０．４ｍＬ／分から約１２ｍＬ／分、約０．４ｍＬ／分から約１４ｍＬ／分、約２ｍＬ／分から約６ｍＬ／分、約２ｍＬ／分から約８ｍＬ／分、約２ｍＬ／分から約１０ｍＬ／分、約２ｍＬ／分から約１２ｍＬ／分、約２ｍＬ／分から約１４ｍＬ／分、約０．０２ｍＬ／分から約４ｍＬ／分、約０．０２ｍＬ／分から約６ｍＬ／分、約０．０２ｍＬ／分から約８ｍＬ／分、約０．０２ｍＬ／分から約１０ｍＬ／分、約０．０２ｍＬ／分から約１２ｍＬ／分、約０．０２ｍＬ／分から約１４ｍＬ／分、約０．４ｍＬ／分から約１４ｍＬ／分、または約０．４ｍＬ／分から約１２ｍＬ／分の範囲の流量で、デバイス２００を通して誘導されてもよい。
一部の実施形態では、デバイス２００を通って流動する栄養調合物１１０の体積は、栄養調合物１１０を受ける対象の必要量に依存し得る。一部の実施形態では、栄養調合物１１０の体積は、約１ｍＬから約１０ｍＬ、約１０ｍＬから約１００ｍＬ、約１００ｍＬから２５０ｍＬ、約２５０ｍＬから約５００ｍＬ、約５００ｍＬから約７５０ｍＬ、約７５０ｍＬから約１Ｌ、約１Ｌから約２Ｌ、約１Ｌから約３Ｌ、約２Ｌから約３Ｌ、約１ｍＬから約１００ｍＬ、約１ｍＬから約５００ｍＬ、約１ｍＬから約１Ｌ、約１００ｍＬから５００ｍＬ、約１００ｍＬから７５０ｍＬ、約１００ｍＬから１Ｌ、約５００ｍＬから約１Ｌ、約５００ｍＬから約２Ｌ、約７５０ｍＬから約２Ｌ、または約７５０ｍＬから約３Ｌの範囲であってもよい。一部の実施形態では、デバイス２００は、所定の体積の栄養調合物１１０を、または所定の流量で送達するのに好適となるようなチャンバ２２２の体積を有するように選択され得る。例えば、乳児に対してより少量の栄養調合物１１０を、またはより低い流量である量の栄養調合物１１０を送達するように選択されたものよりも、成人に対してより多量の栄養調合物１１０を、またはより高い流量である量の栄養調合物１１０を送達するようにより大きい体積のチャンバ２２２を有するデバイス２００が選択されてもよい。
一部の実施形態では、デバイス２００を通して栄養調合物１１０の総量を送達するために必要な時間、すなわち栄養調合物１１０の栄養補給時間は、流量、チャンバ２２２の体積、および／または対象に送達される栄養調合物１１０の全体積に依存し得る。例えば、より速い流量、および／またはチャンバ２２２のより大きい体積は、所定の体積の栄養調合物１１０がより短い栄養補給時間でデバイス２００を通って流動するのを可能にし得る。
一部の実施形態では、栄養補給時間は、対象に好適な必要量または経腸栄養補給行為に依存し得る。一部の実施形態では、栄養補給時間は、例えば、約数秒から数分、約数分から約３０分、約３０分から約１時間、約１時間から約４時間、約４時間から約１０時間、または約１０時間から約１２時間の範囲であってもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０を必要とする対象に、より短い栄養補給時間が好ましくなり得る。
一部の実施形態では、栄養補給期間中、デバイス２００を通って流動する栄養調合物１１０は、経時的に実質的に一定量の粒子３００に曝露されてもよく、また、粒子３００上の実質的に一定量のリパーゼ７１０と反応することができてもよい。粒子３００上のリパーゼ７１０に対する栄養調合物１１０の曝露量は、リパーゼ７１０が栄養調合物１１０中の脂肪分子と相互作用する機会に相関し得、この機会は、粒子３００の表面積が増加するにつれて増加し得ると仮定される。リパーゼ７１０が栄養調合物１１０中の脂肪分子と相互作用するより高い機会は、デバイス２００のより高い加水分解効率と相関し得る。したがって、粒子３００上のリパーゼ７１０に対する栄養調合物１１０の曝露の増加は、栄養調合物１１０中の脂肪の総量のうちより多くの脂肪がデバイス２００により加水分解される結果をもたらし得る。
一部の実施形態では、チャンバ２２２内の栄養調合物１１０の滞留時間、すなわち栄養調合物１１０がチャンバ２２２内にあり、粒子３００に曝露される時間が、栄養調合物１１０中の脂肪分子と粒子３００上のリパーゼ７１０との間の曝露または相互作用に影響し得る。例えば、より長い滞留時間は、脂肪分子がチャンバ２２２内の粒子３００の周囲を動き回るより長い滞在時間を有すること、または粒子３００上のリパーゼ７１０と相互作用し、それにより加水分解される増加した確率を有することを可能にし得る。栄養調合物１１０の流量は、チャンバ２２２内の栄養調合物１１０の滞留時間に影響し得、また、栄養調合物１１０中の脂肪分子が粒子３００上のリパーゼ７１０と相互作用する時間量に影響し得る。より速い流量は、より遅い流量よりも短い時間量で、チャンバ２２２を通して栄養調合物１１０を駆動し得る。
一部の実施形態では、必要な滞留時間量は、栄養調合物１１０の組成、または栄養調合物１１０中の脂肪の種類に依存して変動し得る。例えば、より高い密度の脂肪またはより高い粘度を有する栄養調合物１１０の場合、より長い滞留時間が必要となり得る。一部の実施形態では、チャンバ２２２内の栄養調合物１１０の全体的滞留時間を増加させるために、デバイス２００を通る、またはシステム１００のチューブを通る栄養調合物１１０の流動に、再循環ループが追加されてもよい。一部の実施形態では、入口２１２および／または出口２７２の直径を維持しながらチャンバ２２２の直径を増加させることにより、チャンバ２２２内の栄養調合物１１０の滞留時間が増加され得る。一部の実施形態では、入口フィルタ２５０および／もしくは出口フィルタ２６０の厚さ、ならびに／または、フィルタのチャネルおよび／もしくは入り組んだ経路の直径および／もしくは周辺が、滞留時間に影響し得る。例えば、出口フィルタ２６０のより厚い厚さおよび／または入り組んだ経路のより小さい直径は、滞留時間を増加させ得る。一部の実施形態では、チャンバ２２２内の栄養調合物１１０のより長い滞留時間は、脂肪分子とリパーゼ７１０との間のより多くの曝露または相互作用を可能にし得、したがってデバイス２００の加水分解効率を改善し得るが、滞留時間は、栄養調合物１１０中で生成された遊離脂肪酸が劣化するほどは長くなり得ない。
一部の実施形態では、栄養調合物１１０の流量の増加は、加水分解された脂肪を含有する栄養調合物１１０をチャンバ２２２から一掃し、加水分解していない脂肪を含有する新たな栄養調合物１１０をチャンバ２２２に進入させ得る。これによってリパーゼ７１０は自由となって新しい栄養調合物１１０と反応し、デバイス２００の加水分解効率を増加させ得る。しかしながら、上で議論されたように、デバイス２００を通る栄養調合物１１０の流量の増加は、デバイス２００内の栄養調合物１１０の滞留時間を減少させる可能性があり、デバイス２００の加水分解効率を低減し得る。一方、栄養調合物１１０の流量の減少は、デバイス２００内のリパーゼ７１０によりすでに加水分解された遊離脂肪酸の滞留時間を増加させる可能性があり、これは、摂取前の事前に加水分解された遊離脂肪酸の酸化分解の確率を増加させ得る。したがって、デバイス２００を通る栄養調合物１１０の流量は、デバイス２００の加水分解効率、全栄養補給時間、ならびに事前に加水分解された遊離脂肪酸およびモノグリセリドの酸化分解の防止のバランスをとるように設計されることが必要となり得、また、特定の栄養補給レジメンにおいて対象に特定の栄養調合物１１０を栄養補給するのに好適となるように個々に決定されることが必要となり得る。
一部の実施形態では、より速い流量で使用された場合であっても、より高い加水分解効率が達成され得る。より高い加水分解効率および／またはより速い流量により、デバイス２００は、ある体積の栄養調合物１１０を、より短い栄養補給時間量で送達し得る。これは、１回または複数回の栄養補給運転で大量の栄養調合物１１０を必要とする患者に好ましくなり得る。より速い流量であってもより高い加水分解効率を達成することにより、デバイス２００は、ＬＣ−ＰＵＦＡ等のＬＣＴを有する加水分解トリグリセリドを、ポイントオブケアでの使用において栄養補給時に対象に効率的に送達することができ、栄養調合物１１０中の遊離脂肪酸の酸化分解の問題を低減し得る。
一部の実施形態では、チャンバ２２２内の栄養調合物１１０の混合または撹拌の増加が、栄養調合物１１０中の脂肪分子と粒子３００上のリパーゼ７１０との間の曝露または相互作用を増加させ得る。例えば、粒子３００は、チャンバ２２２内の栄養調合物１１０の流動力学の影響下で移動し得る。一部の実施形態では、栄養調合物１１０および／または粒子３００は、チャンバ２２２内で層流、対流、乱流、撹拌流、またはそれらの組合せに従い得る。達成される流動の種類はまた、ある程度、デバイス２００を通って流動する栄養調合物１１０の密度および／または粘度により影響され得る。粒子３００の移動度および移動の増加は、脂肪分子と粒子３００上のリパーゼ７１０との間の曝露または相互作用を増加させ得る。一部の実施形態では、ヘッドスペース２２３は、粒子３００が移動し栄養調合物１１０と混合する空間を提供し得る。一部の実施形態では、ヘッドスペース２２３は、混合を促進し得る、またはチャンバ２２２内の栄養調合物１１０の乱流または撹拌を増加させ得る。一部の実施形態では、粒子３００の形状もしくは体積と、チャンバ２２２の形状もしくは体積との間の比、および／またはヘッドスペース２２３の体積の調整は、粒子３００の混合および移動を増加させ得、したがって脂肪分子と粒子３００上のリパーゼ７１０との間の曝露または相互作用を増加させ得る。一部の実施形態では、デバイス２００は、栄養調合物１１０の流動中に、デバイス２００の振盪、回転、傾倒、または移動により、手動または自動で撹拌されてもよい。
一部の実施形態では、チャンバ２２２内の栄養調合物１１０の分布の増加が、脂肪分子と粒子３００上のリパーゼ７１０との間の曝露または相互作用を増加させ得る。例えば、上で議論されたように、入口フィルタ２５０の図１６Ｂに示される多孔質メッシュ８００の入り組んだ経路は、多孔質メッシュ８００の排出表面８２０にわたる、栄養調合物１１０の分散した、またはより均一な分布をもたらし得る。栄養調合物１１０のそのような分布は、栄養調合物１１０がチャンバ２２２の断面のより多く、または実質的に全てを通って、ひいては粒子３００のより多く、または実質的に全てにわたり流動するのを可能にすることができ、チャンバ２２２内の粒子３００を通した栄養調合物１１０のチャネリングまたは分流（これはさもなくば曝露を制限し得る）を低減し得る。一部の実施形態では、上で議論されたように、ヘッドスペース２２３はまた、粒子３００を移動、流動、および／または混合させることにより、栄養調合物１１０のチャネリングおよび／または分散の低減を促進し得る。
一部の実施形態では、ポンプ１２０は、ぜん動または不均一流下で栄養調合物１１０を駆動するぜん動ポンプであってもよく、これは、チャンバ２２２内の粒子３００の移動および／または混合を増加させることができ、したがって脂肪分子と粒子３００上のリパーゼ７１０との間の曝露または相互作用を増加させることができる。以下で説明される実施例２は、デバイス２００を通る栄養調合物１１０の流動の例示的な分布を示す。
（実施例２）
例示的デバイス２００を通る栄養調合物１１０の分布した流動
図１７は、例示的デバイス２００を通る栄養調合物１１０の流動を試験する実験を示す。この実験において使用された例示的デバイス２００は、実施例１において使用されたデバイスと実質的に同様であった。この実施形態では、デバイス２００内の例示的粒子３００を通して調合物試料の断続的流動を誘導するために、デジタルぜん動ポンプ１２０を使用した。調合物試料の流動が観察され得るように、調合物試料を食品着色剤で染色した。図１７の左パネル、中央パネル、および右パネルは、ポンプ１２０がポンピングを開始してから２０秒後、４５秒後、および７５秒後の調合物試料の流動プロファイルの前面の場所を示す。図１７に示されるように、調合物試料がデバイス２００に進入した際、調合物試料の流動プロファイルの前面は、チャンバ２２２内の粒子３００にわたり実質的に均一に移動した。この実験における調合物試料の流動は、ぜん動的であり、ポンプがポンピングしていない場合、調合物試料の流動プロファイルの前面は、実質的にその位置に留まり、チャンバ２２２内の粒子３００全体に拡散し続けなかった。ポンプがポンピングを再開すると、調合物試料の流動プロファイルの前面は、チャンバ２２２内の粒子３００を通って移動し続けた。この断続的流動は、デバイス２００のチャンバ２２２全体が調合物試料で満たされるまで、実験の間繰り返し観察された。次いで、調合物試料は、出口２７０を介してデバイス２００から出始めた。目に見える、および調合物試料がデバイス２００の出口２７０から出た時点で決定される、デバイス２００を調合物試料で満たすのに使用された全時間量は、約１．２５分であった。調合物試料の流量は、ポンプ１２０を設定することにより２ｍＬ／分に設定したが、これは、デバイス２００のチャンバ２２２を満たすのに約２．５ｍＬの調合物試料を要することを示唆している。この実験において、チャネリングの証拠は観察されなかった。
この実験は、チャンバ２２２内の粒子３００を通る調合物試料の流動が、デバイス２００のこの実施形態における粒子３００の断面にわたり、ほぼ均一に分布することを実証している。上で議論されたように、デバイス２００内の栄養調合物１１０のそのような均一な分布は、粒子３００に付着したリパーゼ７１０と、栄養調合物１１０中の脂肪分子との間の曝露および／または相互作用を増加させることができ、ひいてはデバイス２００の加水分解効率を改善することができる。
一部の実施形態では、粒子３００の質量密度の調整が、栄養調合物１１０中の脂肪分子と粒子３００上のリパーゼ７１０との間の曝露または相互作用に影響し得る。例えば、デバイス２００が垂直位置に設置された場合、栄養調合物１１０より小さい質量密度を有する粒子３００は、浮遊する、または入口フィルタ２５０に向かって移動し得る。そのような状況では、入口フィルタ２５０から出口フィルタ２６０への栄養調合物１１０の流動は粒子３００を撹拌し得る、および／または粒子３００と栄養調合物１１０の流動との混合を促進し得る。一部の実施形態では、栄養調合物１１０の質量密度と実質的に一致する粒子３００の質量密度を有することにより、粒子３００は、栄養調合物１１０中に分散または懸濁することが可能となり得、また粒子３００は、栄養調合物１１０の流動力学により移動することが可能となり得る。一部の実施形態では、異なる密度を有する粒子３００の混合物は、栄養調合物１１０がチャンバ２２２を通って流動する際、いくつかの粒子３００はチャンバ２２２の上部において動き回ることができ、いくつかの粒子３００は懸濁し得、チャンバ２２２の中央部において動き回ることができ、またいくつかの粒子３００はチャンバ２２２の底部において動き回ることができるように選択されてもよく、これは、粒子３００と栄養調合物１１０との混合を増加させることができ、また栄養調合物１１０中の脂肪分子と粒子３００上のリパーゼ７１０との間の曝露または相互作用を増加させることができる。一部の実施形態では、粒子３００の質量密度は、粒子３００と栄養調合物１１０との混合に実質的に影響しなくてもよい。
一部の実施形態では、デバイス２００は、垂直位置で使用されてもよい。重力栄養補給の実施形態では、デバイス２００は、図１７に示されるように、栄養調合物１１０がデバイス２００を通って流動するために垂直位置に向けられていてもよい。他の実施形態では、デバイス２００は、水平位置で使用されてもよい。一部の実施形態では、デバイス２００は、出口２８２が上を向いた、もしくは出口２８２が下を向いた状態で垂直位置で使用されてもよく、または水平位置で使用されてもよい。
（実施例３）
異なる向きでの例示的デバイス２００を通る例示的栄養調合物１１０の流量の比較
この実施例では、デバイス２００が異なる向きで、すなわち出口２８２が上を向いた第１の垂直位置、出口２８２が下を向いた第２の垂直位置、および水平位置で使用された場合の例示的デバイス２００を通る栄養調合物１１０の流量、およびデバイス２００の加水分解効率を試験および比較するために実験を行った。この実験において使用された例示的デバイス２００は、実施例１において使用されたものと実質的に同様であり、エラストマーで作製された入口およびポリカーボネートで作製された出口を使用していた。さらに、第２のコネクタ２７０がデバイス２００の本体２１０に取り外し可能に取り付けられ、デバイス２００を再充填可能とし得るように、デバイス２００の第２のコネクタ２７０と併せてＯリングガスケットが使用された。２種類の市販の栄養調合物１１０、Ｐｅｐｔａｍｅｎ（登録商標）およびＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）からなる全部で６つの調合物試料を、この実験に使用した。ポンプ１２０により駆動されるそれぞれの位置でのデバイス２００を通して、１２０ｍＬ／時間の設定流量で各調合物試料を流動させた。表３は、各調合物試料の流動中に測定された平均流量を示す。表４は、各調合物試料における、送達された加水分解遊離脂肪酸の量を示す。
表３に示されるように、３つの異なる向きにおけるデバイス２００を通って流動した調合物試料の平均流量は、０．３％のＣＶを超えて変動しなかった。本明細書において使用される場合、ＣＶとは、標準偏差を平均値で除したものを指す。したがって、小さいＣＶは、デバイス２００を通る調合物試料の流量が、デバイス２００の向きにより実質的に影響されなかったことを示す。
さらに、表４に示されるように、デバイス２００により加水分解および送達された調合物試料中の遊離脂肪酸の量は、約５％のＣＶを超えて変動せず、したがって、調合物試料中の脂肪の加水分解は、デバイス２００の向きにより実質的に影響されなかった。表２および３における結果は、垂直および水平を含む異なる向きで動作するデバイス２００の能力を実証している。
一部の実施形態では、デバイス２００の加水分解効率は、栄養調合物１１０の組成、および特定の栄養調合物１１０中の脂肪に対するリパーゼ７１０の特異性に依存して変動し得る。一部の実施形態では、加水分解効率は、栄養調合物１１０の温度が増加するにつれて増加し得る。例えば、約４℃から約２０℃、約４℃から約２５℃、約４℃から約３７℃、約２５℃から約３７℃、または約２０℃から約３７℃への栄養調合物１１０の温度の増加は、リパーゼ７１０の酵素活性を増加させることができ、またチャンバ２２２内の粒子３００および／または栄養調合物１１０中の脂肪分子の熱力学的運動をさらに増加させることができるが、これは、リパーゼ７１０と栄養調合物１１０の脂肪分子との間の曝露および／または相互作用を増加させることができる。
一部の実施形態では、デバイス２００の加水分解効率は、栄養調合物１１０の種類、または栄養調合物１１０の流動に対するデバイス２００の流体力学的抵抗により影響されてもよく、またはされなくてもよい。一実施形態では、デバイス２００は、異なる市販の栄養調合物１１０の範囲にわたり同様の加水分解効率を提供するように設計されてもよい。一部の実施形態では、市販の栄養調合物１１０に対するデバイス２００の加水分解効率は、約５０％から約６０％、約６０％から約７０％、約７０％から約８０％、約７０％から約９０％、約７０％から約１００％、約８０％から約９０％、約８０％から約１００％、約９０％から約９５％、約９０％から約９９％、約９０％から約１００％、または約９５％から約１００％の範囲であってもよい。
また、低温殺菌された人乳に対して加水分解効率を試験した。低温殺菌された人乳は、低温殺菌前の乳の保存および取扱い中の乳の加水分解に起因して、２０〜３０％までの遊離脂肪酸を含有し得る。通常、低温殺菌後はそれ以上加水分解は生じないが、これは、人乳中に存在するリパーゼ（胆汁塩刺激リパーゼ）が、一般に低温殺菌中に不活性化されるためである。トリグリセリド加水分解の程度を測定するために、デバイス２００を、３０分（これは早産児に対する標準的な栄養補給期間である）にわたり送達される３０ｍＬの低温殺菌された人乳（これは、新生児集中治療室において使用される典型的な栄養補給体積である）を用いて試験した。予備実験において、デバイス２００は、低温殺菌された人乳中の遊離脂肪酸含量を、約２５％またはそれより多く増加させることができた。
一部の実施形態では、デバイス２００は、栄養調合物１１０がデバイス２００を通って流動する際、栄養調合物１１０の流動に対する流体力学的抵抗を導入し得る。栄養調合物１１０の流動に対する流体力学的抵抗の大きさは、入口２１２および／または出口２８２の直径または形状；入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０の細孔、チャネル、および／または経路の材料、厚さ、および／またはサイズ；粒子３００の数、質量密度、膨潤、湿潤特性、および直径；粒子３００の混合；ヘッドスペース２２３の体積；ならびにチャンバ２２２の形状またはサイズを含む、デバイス２００のいくつかの変数により影響され得る。デバイス２００または栄養調合物１１０の１つの変数の変更は、栄養調合物１１０の流動に対する流体力学的抵抗に影響し得、したがって、デバイス２００を通る栄養調合物１１０の流量に影響し得、また最終的にデバイス２００の加水分解効率に影響し得る。
したがって、デバイス２００の所望の加水分解効率を達成するためには、デバイス２００のいくつかの異なる変数を設計および操作する必要があり得る。例えば、一部の実施形態では、ヘッドスペース２２３の体積の増加は、栄養調合物１１０がチャンバ２２２を通って流動する際に、栄養調合物１１０の流動に対する流体力学的抵抗をより低い程度まで低減し得る、またはより低い程度を維持し得る。別の例では、ヘッドスペース２２３は、粒子３００を移動させることにより、または粒子３００の移動度を増加させることにより、粒子３００を通る栄養調合物１１０の流動を促進し得る。別の例では、栄養調合物１１０が粒子３００を通って流動する際、粒子３００は膨潤し得る。ヘッドスペース２２３は、膨潤した粒子３００が入口フィルタ２５０の細孔および／または経路を妨害することを制限または防止し、ひいては栄養調合物１１０の流動に対する流体力学的抵抗を低い流体力学的抵抗まで低減する、または低い流体力学的抵抗を維持し得る。したがって、粒子３００が膨潤し得る実施形態では、ヘッドスペース２２３は、栄養調合物１１０の流動に対する流体力学的抵抗を低減し得、またデバイス２００を通る栄養調合物１１０の安定した流量の維持を促進し得る。
以下で説明される実施例４〜６は、例示的デバイス２００を通る栄養調合物１１０の流量に対する、入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０の材料、粒子３００の量、およびチャンバ２２２の直径の効果を評価している。
（実施例４）
例示的デバイス２００を通る栄養調合物１１０の流量に対する例示的フィルタ材料の効果の評価
栄養調合物１１０の流量に対する入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０用のメッシュ８００の例示的材料の効果を評価するために、一連の試験運転を行った。異なる直径のチャンバ２２２を有する例示的デバイス２００を模倣するために、様々な直径の調整可能なカラムを使用した。また、入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０の異なる材料を試験し、異なるフィルタの種類をカラムに取り付けた。例示的ポンプ１２０を１２０ｍＬ／時間の設定流量で使用して、各カラムを通して１ＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の試料を流動させた。
食品との接触が認可され、ガンマ線滅菌に適合し、１０５μｍの近似的多孔性を有する多孔質プラスチック材料を、入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０に考慮した。Ｐｏｒｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからの２種の多孔質プラスチック材料（Ｐｏｒｅｘ Ｘ−４９０６ ＰＥまたはＰｏｒｅｘ ＰＯＲ−４７４４ Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ＰＥ）を選択した。２種類の多孔質プラスチック材料のそれぞれは、カスタマイズ可能なポリエチレン（ＰＥ）シートであり、０．１２５”の厚さを有し、９０μｍから１３０μｍの範囲の多孔性を有していた。Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓからの別の多孔性プラスチック材料を最初に考慮した。この材料は、２０μｍから７０μｍの範囲の多孔性および０．０６２”の厚さを有する親水性ＰＥシートであった。より厚い材料のより高い剛性にある程度起因して、Ｐｏｒｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからの２種類の多孔質プラスチック材料（Ｐｏｒｅｘ Ｘ−４９０６ ＰＥまたはＰｏｒｅｘ ＰＯＲ−４７４４ Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ＰＥ）のみを、入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０としての使用のために試験した。
選択された多孔質プラスチック材料のそれぞれを、１つは６．６ｍｍの直径を有し、１つは１０ｍｍの直径を有し、１つは１５ｍｍの直径を有する３つの空のＯｍｎｉ Ｆｉｔ Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ Ｃｏｌｕｍｎに取り付けた。異なるカラムを通る栄養調合物１１０、Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の流量に対する各多孔質材料の効果を評価した。この評価に基づいて、メッシュ材料を選択し、次いで、栄養調合物１１０の流量に対する粒子３００の密度およびチャンバ２２２の直径の効果を評価した。
各Ｐｏｒｅｘ多孔質ＰＥシートを、３つのカラムの直径と実質的に同じ直径を有する６つのディスク、すなわち、６．６ｍｍの直径を有するディスクの対、１０ｍｍの直径を有するディスクの対、および１５ｍｍの直径を有するディスクの対に切断した。３つのカラムを洗浄して乾燥させ、対応するカラムの直径とほぼ同じ直径を有するプラスチックディスクの各対を、各カラムの入口および出口の取付具のフィルタ台座に挿入した。次いで、入口および出口取付具を各カラムに挿入し、デバイス２００をさらに模倣した。フィルタ材料の性能を評価するために、フィルタディスクの対の間に形成されたチャンバ内に粒子を設置しなかった。各カラムを、水平向きで経腸栄養補給回路に据え付け、ポンプセット配管に流体接続した。
次いで、各経腸栄養補給回路に、空の調整可能なカラムの入口まで手動で呼び水を差した。次いでポンプを２ｍＬ／分に設定し、タイマーを始動させた。空の１．５ｍＬのバイアルを各カラムの下に設置して、カラム内のＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の流量を評価するための測定試料を採取した。カラムから各バイアル内に３０秒で分注された調合物の重量を測定することにより、各カラムに対する流量（ｍＬ／分）を１００分にわたり無作為に測定した。各時点における満たされたバイアルの重量を記録し、空のバイアルの重量を差し引くことにより、満たされたバイアル内の分注された調合物の正味重量を得た。次いで、各バイアル内の分注された調合物の重量を使用して、流量を計算した。
流量に対するフィルタの効果を評価した。ポンプ１２０の取扱説明書を参照すると、使用されたポンプ１２０の実際の流量は、ポンプ１２０により設定された流量の約１０％以内となるはずである。全ての運転において、ポンプ１２０は２ｍＬ／分または１２０ｍＬ／時間に設定した。したがって、各運転において、実際の流量は、約１３２ｍＬ／時間未満、および約１０８ｍＬ／時間超であるはずであった。デバイス２００を使用していない場合にポンプ１２０の実際の流量をポンプ設定の１０％の変動から超過させないフィルタの種類を特定することが求められた。各カラムおよび多孔質フィルタの組合せに対して測定された流量の結果を、以下の表４〜９に示した。
表４および５に示されるように、両方の６．６ｍｍカラム運転における流量は、下限を下回った。Ｐｏｒｅｘ Ｘ−４９０６フィルタ材料を用いた６．６ｍｍカラムは、３２分の試験点において下限を下回る流量を経験し、ポンプ１２０は流動がないことに起因してアラームを発した。Ｐｏｒｅｘ ＰＯＲ−４７４４フィルタ材料を用いた６．６ｍｍカラムは、１０３分の試験点において下限を下回る流量を経験し、５分の試験点において上限を超える流量を経験した。
表６および７に示されるように、両方の１０ｍｍカラム運転における流量は、下限を下回った。Ｐｏｒｅｘ Ｘ−４９０６フィルタ材料を用いた１０ｍｍカラムは、６０分の試験点において下限を下回る流量を経験し、５分の試験点において上限を超える流量を経験した。Ｐｏｒｅｘ ＰＯＲ−４７４４フィルタ材料を用いた１０ｍｍカラムは、３０分の試験点において下限を下回る流量を経験した。
表８および９に示されるように、両方の１５ｍｍカラム運転における流量は、１つの試験点において下限を下回った。しかしながら、両方の運転が回復し、ポンプ１２０の許容範囲内で終了した。Ｐｏｒｅｘ Ｘ−４９０６フィルタ材料を用いた１５ｍｍカラムは、８５分の試験点において下限を下回る流量を経験した。Ｐｏｒｅｘ ＰＯＲ−４７４４フィルタ材料を用いた１５ｍｍカラムは、７５分の試験点において下限を下回る流量を経験した。いずれも上限値を超えなかった。
表４〜９における結果は、カラム直径が増加するにつれて流量が改善されるようであったことを示している。６．６ｍｍカラムは、評価の早い時期に不具合を経験した。また、より大きい直径のカラムの部品は、より小さい直径のカラムの部品と比較して、据付けおよび取扱いがより容易であることが判明した。Ｐｏｒｅｘ ＰＯＲ−４７４４親水性ＰＥフィルタ材料は、Ｐｏｒｅｘ Ｘ−４９０６ ＰＥフィルタ材料より一貫した流量を提供するようであった。結果は、Ｐｏｒｅｘ ＰＯＲ−４７４４親水性ＰＥフィルタ材料を用いたより大きい直径のカラムが、栄養調合物のより一貫した流量および取扱いの容易性に起因して有利となり得ることを示している。入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０用の材料は、Ｐｏｒｅｘ ＰＯＲ−４７４４親水性ＰＥフィルタ材料により、一貫した特性を有し得る。
（実施例５）
例示的デバイス２００を通る栄養調合物１１０の流量に対する、チャンバ２２２の例示的直径および粒子３００の量の効果の評価
例示的デバイス２００における栄養調合物１１０の流量に対する、チャンバ２２２の直径および粒子３００の量の効果を評価するために、一連の試験運転を行った。ここでも、異なる直径のチャンバ２２２を有する例示的デバイス２００を実質的に模倣するために、調整可能なカラムを使用し、カラムを異なる量の粒子３００で満たした。実施例４における多孔質フィルタ材料の評価に基づいて、Ｐｏｒｅｘ ＰＯＲ−４７４４親水性ＰＥフィルタ材料をこの実験に使用した。さらに、６．６ｍｍの直径を有するカラムにおける早期の経腸栄養補給回路の不具合に起因して、この実験は、一方の群は１０ｍｍの直径を有する３つのカラムを有し、他方の群は１５ｍｍの直径を有する３つのカラムを有する２つの群の調整可能なカラムに限定された。カラムの直径と実質的に同じ直径を有する選択された親水性ＰＥフィルタ材料のディスクの対を、各カラムの入口および出口取付具のフィルタ台座に挿入した。さらに、各群内の３つのカラムの１つに１ｇ、各群内の３つのカラムの１つに２ｇ、および各群内の３つのカラムの１つに４ｇの、リパーゼ７１０と共有結合した例示的粒子３００を、各カラムのそれぞれの内側の２つのフィルタディスク間に満たした。粒子３００を含有するカラムが垂直向きで設置された場合、各カラムの調整可能な取付具の位置は、各カラム内の粒子３００の上に長さ約２ｍｍのヘッドスペース２２３が存在するように調整された。
特定の直径および粒子の量の組合せを有する各カラムを水平向きで経腸栄養補給回路に据え付け、ポンプセット配管に流体接続した。２ｍＬ／分または１２０ｍＬ／時間の流量に設定された例示的ポンプ１２０（Ｃｏｖｉｄｉｅｎ Ｋａｎｇａｒｏｏ ＥＰｕｍｐ）を使用して、Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の１リットルの試料を、カラムのそれぞれを通して約１００分間流動させた。各カラムに対して３回運転した。各運転中、０分、２５分、５０分、７５分、および１００分において５つの測定試料を採取し、各カラムを通るＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）試料の流量を得るために使用した。実施例４において説明されたように、各カラムの各運転における測定試料から、重量測定法により流量を得た。得られた流量の結果を、図１８〜２３に示す。
図１８に示されるように、２回の運転において、１ｇの粒子３００で満たされた１０ｍｍカラムの流量は、５０分の時点でポンプ１２０の下限（１０８ｍＬ／時間）を下回った。これらの流量は、運転の残りにわたって下降し続けた。図１９および２０に示されるように、２ｇおよび４ｇの粒子３００で満たされた１０ｍｍカラムの流量は、それぞれ、２５分の時点で試験された際にポンプ１２０の下限（１０８ｍＬ／時間）を下回った。唯一の例外は、４ｇの粒子３００で満たされたカラムの第２の運転であり、これは、次の５０分の時点で測定された際に限界を下回った。これらの流量は、運転の残りにわたって下降し続けた。
図２１に示されるように、１５ｍｍの直径を有する、および１ｇの粒子３００で満たされたカラムの運転の流量は、運転期間の間、ポンプ１２０の許容範囲（すなわち１２０ｍＬ／時間＋／−１０％）内に留まった。唯一の例外は、最初の運転での０分の試験点であったが、これは次いで、次の時点までに一様になり、閾値内を維持した。図２２に示されるように、２ｇの粒子３００で満たされた１５ｍｍカラムの流量は、概して許容範囲内に収まったが、運転２において、流量は、５０分の試験点においてポンプ１２０の上限（１３２ｍＬ／時間）を超えて増加し、１００分の試験点において下限を下回った。全ての他のデータ点は、運転中、ポンプ１２０の許容範囲内であった。図２３に示されるように、４ｇの粒子３００で満たされた１５ｍｍカラムの流量は、概して許容範囲内に収まったが、運転３において、流量は、７５分の試験点においてポンプ１２０の下限（１０８ｍＬ／時間）を下回り、１００分の試験点において下限を若干下回った。全ての他のデータ点は、運転中、ポンプ１２０の許容範囲内であった。
図１８〜２３に示されるように、１０ｍｍカラムは、下降する流量傾向を示し、一方１５ｍｍカラムは、より一貫した流量を示した。これらの結果は、この実施形態において、安定した流量を維持するために、デバイス２００のチャンバ２２２のより大きい直径が好ましかったことを示している。この結論は、実施例４における６．６ｍｍカラムでの流量を維持する以前の問題点によってさらに裏付けられた。さらに、２ｇまたは４ｇの粒子３００で満たされた１０ｍｍカラムおよび１５ｍｍカラムの下降する流量傾向は、この実施形態の場合、安定した流量を維持するために、より低い粒子３００の総重量、または粒子３００の量が好ましくなり得ることを示している。これは、１ｇの粒子３００で満たされた１５ｍｍカラムのより一貫した流量によってさらに裏付けられる。
１５ｍｍの直径を有するチャンバは、この実験において最も効率的なものとして示されたが、粒子の種類、サイズ、または分布を変更することにより、他のチャンバサイズがより効率的となり得る。さらに、入口および出口への変更が、フィルタまたは提供されるヘッドスペースの量への変更と同様に、最適なチャンバサイズに影響し得る。
（実施例６）
栄養調合物１１０の流量に対する例示的デバイス２００の効果の評価
デバイス２００を有さない、粒子３００を含まない空のデバイス２００を有する、および粒子３００を含有するデバイス２００を有する経腸栄養補給回路の流量を比較することにより、栄養調合物１１０の流量に対する例示的デバイス２００の効果を評価するために、一連の試験運転を行った。この実験において使用された例示的デバイス２００は、実施例１において使用されたデバイスと実質的に同様であった。１ｇの粒子３００で満たされた１５ｍｍカラムの一貫した流量に基づいて、１５ｍｍの内径を有するポリカーボネート配管と、実施例５における選択された多孔質フィルタと実質的に同様の、カスタムステレオリソグラフィー（例えば３Ｄ印刷）による例示的入口フィルタ２５０および出口フィルタ２６０とから、例示的デバイス２００を組み立てた。経腸栄養補給回路を、１ｇの粒子３００で満たされたデバイス２００と共に、粒子３００を有さない空のデバイス２００と共に、およびデバイス２００を用いずに（すなわち、栄養補給回路の配管のみ）組み立てた。０．４ｍＬ／分（２４ｍＬ／時間）の流量および２ｍＬ／分（１２０ｍＬ／時間）の流量に設定された例示的ポンプ１２０を使用して、Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の１リットルの試料を、経腸栄養補給回路を通して流動させた。３０分間隔で４時間、または調合物がなくなる、もしくはポンプが停止されるまで、実施例４および５において説明されたように、これらの経腸栄養補給回路の流量を重量測定法により測定した。ポンプ１２０の許容範囲（±１０％の変動）の上限および下限と比較した、観察された流量の結果を、図２４〜２６に示す。
図２４は、デバイス２００を用いない、および１ｇの粒子３００を含有するデバイス２００を用いた試験運転を比較している。ポンプ１２０は、２ｍＬ／分（１２０ｍＬ／時間）の流量に設定した。図２５は、粒子３００を含有していなかったデバイス２００を用いた３回の試験運転を示す。ポンプ１２０は、２ｍＬ／分（１２０ｍＬ／時間）の流量に設定した。図２６は、１ｇの粒子３００を含有するデバイス２００を用いた試験運転を示す。ポンプ１２０は、０．４ｍＬ／分（２４ｍＬ／時間）の流量に設定した。
全ての試験運転は、４時間の目標最低運転時間を超過し、１Ｌの試料調合物バッグが空となるまで運転された。試験運転のいずれの間も、回路の不具合またはポンプのアラームは観察されなかった。目標最低運転時間（４時間）の間、１ｇの粒子３００を含有するデバイス２００は、２ｍＬ／分および０．４ｍＬ／分に設定されたポンプにより、一貫した流量性能を示した。２ｍＬ／分の運転の間、７時間後に流量の低下が観察された。０．４ｍＬ／分での運転中は、流量の低下は観察されなかった。粒子３００を有する、および有さないデバイス２００の一貫した流量は、デバイス２００が流量に大きく影響しないことを示している。
一部の実施形態では、入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０が入り組んだ経路またはチャネルを含む場合、入り組んだ経路またはチャネルは、栄養調合物１１０が通過する際に、栄養調合物１１０の流動に対する流体力学的抵抗を低減するように設計されてもよい。以前に議論されたように、入り組んだ経路は、栄養調合物１１０をチャンバ２２２にわたり分布させることができ、したがって栄養調合物１１０の流動に対する流体力学的抵抗に影響し得る。一部の実施形態では、多孔質メッシュ８００の細孔、チャネル、および／または経路のサイズもしくは直径、数、分布の増加、および／またはその形状の調整は、栄養調合物１１０の流動に対する流体力学的抵抗にさらに影響し得る。一部の実施形態では、追加の入口フィルタ２５０もしくは出口フィルタ２６０の使用、または入口フィルタ２５０もしくは出口フィルタ２６０の不使用は、栄養調合物１１０の流動に対する全体的流体力学的抵抗に影響し得る。したがって、フィルタ設計の変動は、デバイス２００を通る栄養調合物１１０の流量に影響し得、また、デバイス２００の他の部品を調整することによりこれらの効果を相殺することが可能となり得る。
一部の実施形態では、粒子３００の直径の低減は、以前に議論されたように、粒子３００の全体的表面積を増加させ得るが、栄養調合物１１０の流動に対する流体力学的抵抗もまた増加させ得る。例えば、所与のチャンバ２２２において、より小さい中位径または平均直径を有する粒子３００は、チャンバ２２２内のポリマー材料のより高い密度をもたらす可能性があり、また粒子３００のより高い詰め込みをもたらす可能性があり、したがって、栄養調合物１１０の流動に対するより高い流体力学的抵抗を生じさせる可能性がある。チャンバ２２２内の粒子３００の数の増加は、流体力学的抵抗を増加させ得る。例えば、チャンバ２２２の所与の体積に対して、より多量の粒子３００は、より少ない移動空間およびより低い移動度を有する可能性があり、および／または、チャンバ２２２の上部もしくは底部に密集する可能性があり、これは、栄養調合物１１０の流動に対するより大きな流体力学的抵抗、ならびに／または入口フィルタ２５０および／もしくは出口フィルタ２６０の閉塞をもたらす可能性がある。したがって、粒子３００の全体的表面積の最大化は、フィルタの閉塞および／または粒子３００の詰め込みの可能性、ならびに粒子３００を通る栄養調合物１１０の流動に対する流体力学的抵抗に対するその後の影響とバランスをとることが必要となり得る。一部の実施形態では、粒子３００の詰め込みを阻害するために、不活性粒子がより小さい粒子３００と混合されてもよい。
一部の実施形態では、粒子３００は、栄養調合物１１０中に懸濁されると膨潤し得、膨潤によって互いに密に詰まる可能性があり、したがって、栄養調合物１１０がチャンバ２２２を通って流動する際に低減された移動度を有し得る。一部の実施形態では、粒子３００の直径の傾斜、多様性、二峰性、多峰性、またはより狭い分布が、膨潤後の粒子３００の詰め込みを促進し得る。例えば、より小さい直径を有する粒子は、より大きい直径を有する粒子間の空間を満たすことができ、これは栄養調合物１１０の流動中の粒子３００の移動度または移動をさらに低減し得る。そのような状況では、栄養調合物１１０のチャネリングが生じ得る。例えば、栄養調合物１１０は、最も低い抵抗の経路に従う可能性があり、詰め込み量または流体力学的抵抗が最も低い粒子３００間のチャネルを通って流動し得る。この場合、チャネルに沿った粒子３００に付着したリパーゼ７１０のみが、栄養調合物１１０に実質的に曝露され、加水分解効率を低減し得る。このチャネリング効果および／または粒子３００の詰め込みを低減するために、粒子３００は、より低い膨潤、例えば元の乾燥粒子サイズの約１％、約２％、約５％、約１０％、約１５％、または約２０％未満の膨潤の傾向を有するポリマー材料で作製され得る。
一部の実施形態では、ポンプ１２０は、粒子３００の詰め込みを低減または阻害し得る、ぜん動、パルス、または断続的な流動下で栄養調合物１１０を駆動するぜん動ポンプであってもよい。例えば、ぜん動流下でチャンバ２２２内に誘導された栄養調合物１１０は、チャンバ２２２内の粒子３００の移動および／または混合を増加させることができ、したがって、粒子３００の詰め込みを低減または排除することができる。また、これは、粒子３００に出口フィルタ２６０に向かう一定の力を印加せず、代わりに中断を導入することにより、粒子３００がより詰まりにくくなるのを可能にし得る。
栄養調合物１１０に対するデバイス２００の流体力学的抵抗は、栄養調合物１１０の組成、密度、および／または粘度に依存し得る。一部の実施形態では、栄養調合物１１０のより高い粘度および／または質量密度は、栄養調合物１１０の流動に対するより大きい流体力学的抵抗をもたらし得る。例えば、より高い粘度を有する栄養調合物１１０は、ポンプ１２０からの駆動力に対しより大きい抵抗を有し得る、ならびに／または、栄養調合物１１０がシステム１００および粒子３００を通って流動する際にチューブ１２２、１２４および粒子３００内でより大きい摩擦を有し得る。そのような抵抗は、デバイス２００を通る栄養調合物１１０の流量に実質的に影響してもよく、または影響しなくてもよい。
一部の実施形態では、ポンプ１２０または他のデバイスに選択される流量は、医療従事者により、栄養補給前の栄養調合物１１０の組成、密度、および／または粘度に基づいて調整され得る。例えば、栄養調合物１１０の流量は、チャンバ２２２内の栄養調合物１１０の滞留時間を増加させて栄養調合物１１０中の脂肪分子と粒子３００上のリパーゼ７１０との間の曝露および相互作用を増加させるために、典型的な設定から低減されてもよい。別の例では、栄養調合物１１０の流量は、多量の栄養調合物１１０を必要とする患者への全栄養補給時間を低減するために、典型的な設定から増加されてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０の流量は、所望の流量をポンプ１２０に入力することにより設定されてもよい。上述のように、デバイス２００のいくつかの異なる変数が設計および操作されてもよい。したがって、デバイス２００は、ポンプ１２０により設定された栄養調合物１１０の流量に実質的に影響しないように設計されてもよい。一部の実施形態では、栄養調合物１１０が最初にチャンバ２２２に進入した場合に粒子３００が湿潤する際、初期湿潤抵抗が存在し得る。そのような状況では、栄養調合物１１０の流量は、最初は影響され得るが、次いで効果は経時的に減少し得る。
例示的な実施形態では、栄養調合物１１０の流量は、栄養調合物１１０の栄養補給時間にわたり実質的に安定および／または予測可能であってもよい。例えば、実施例６において実証されるように、栄養調合物１１０の流量は、ポンプ１２０または他の流動駆動器具、例えば重力栄養補給器具の許容される偏差または許容範囲（例えば、設定流量からの約５％、１０％、１５％、２０％、または３０％の偏差）を超えて変動し得ない。以下で説明される実施例７は、例示的デバイス２００を通って流動する栄養調合物１１０の実質的に安定な流量をさらに実証している。
（実施例７）
例示的デバイス２００を通って流動する栄養調合物１１０の流量の安定性
ぜん動ポンプ１２０により誘導される例示的デバイス２００内の栄養調合物１１０の流量を４時間にわたり監視した。この実験において使用された例示的デバイス２００は、実施例１において説明されたものと実質的に同様であった。ポンプ１２０は、１２０ｍＬ／時間または２ｍＬ／分の流量で調合物試料を送達するように設定した。図２７に示されるように、栄養調合物１１０の流量は、４時間の模擬栄養補給期間にわたり、約１２０ｍＬ／時間から約１２５ｍＬ／時間の間の実質的に安定したレベルに維持された。栄養調合物１１０がデバイス２００を通過せずに流動する対照の流量もまた、デバイス２００を通って流動する栄養調合物１１０の流量との比較として監視した。図２７に示されるように、デバイス２００を通って流動する栄養調合物１１０の流量は、４時間の模擬栄養補給期間にわたり、ポンプ１２０の許容範囲（例えば１０％の変動）の上限と下限との間に維持された。ポンプのアラームもデバイス２００の閉塞も観察されなかった。栄養調合物１１０のこの模擬栄養補給期間は、デバイス２００を通って流動する栄養調合物１１０の流量が、ポンプ１２０の許容範囲内に一貫して維持され得ることを示している。
本体２１０、チャンバ２２２、ヘッドスペース２２３、粒子３００、入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０、粒子３００に付着したリパーゼ７１０に関連するものを含むデバイス２００の様々な部品、ならびにこれらの部品のパラメータ、例えばサイズ、形状、密度、および上で議論された他の特性は、特定の用途のために変動および設計され得る。例えば、チャンバ２２２のサイズ、入口および／もしくは出口のサイズ、ならびに／または粒子３００の数は、乳児における使用が意図されるデバイスに対しては低減され得る。用途によって、個々の部品が修正されてもよく、またはデバイスの大きさが縮小または拡大されてもよい。例えば、デバイス２００は、乳児、若年、および／または成人サイズで提供されてもよい。一部の実施形態では、デバイス２００の部品は、栄養補給時間の意図される長さ、送達が意図される栄養調合物１１０の量、送達されるＬＣＰＵＦＡの量、または栄養調合物１１０の意図される送達流量に基づいて調整され得る。例えば、終夜の経腸栄養補給手順用のチャンバ２２２のサイズおよび／またはデバイス２００の粒子３００の数は、２時間の経腸栄養補給手順用のものと異なってもよい。より速い流量のデバイス、または完全栄養デバイスは、より遅い流量のデバイス、または患者の食生活を補助するための使用が意図されるものより大きくてもよい。一部の実施形態では、チャンバ２２２のサイズおよび／またはデバイス２００の粒子３００の数は、加水分解および処理される栄養調合物１１０の種類に依存し得る。
本体２１０、チャンバ２２２、ヘッドスペース２２３、粒子３００、入口フィルタ２５０および／または出口フィルタ２６０、粒子３００に付着したリパーゼ７１０に関連するものを含むデバイス２００の様々な部品、ならびにこれらの部品のパラメータ、例えばサイズ、形状、密度、および上で議論された他の特性の相互関係は、チャンバ２２２内のリパーゼ７１０と栄養調合物１１０中の脂肪分子との間の全体的曝露および相互作用に寄与し得、したがってデバイス２００の加水分解効率および／または性能に影響し得る。デバイス２００の部品の設計およびそれらのパラメータは、チャンバ２２２内のリパーゼ７１０と栄養調合物１１０中の脂肪分子との間の曝露および相互作用を増加させるように調整され得る。一部の実施形態では、デバイス２００は、デバイス２００の加水分解効率または性能が栄養調合物１１０の種類または組成により大きく影響され得ないように設計され得る。デバイス２００は、広範囲の調合物の種類にわたり機能するように構成され得る。他の実施形態では、デバイス２００の様々な部品の設計は、１つの特定の調合物の種類の使用に基づいて選択され得る。以下で説明される実施例８は、例示的デバイス２００により加水分解され得る市販の経腸調合物の例示的な範囲を示す。
（実施例８）
例示的デバイス２００により試験された経腸調合物のランドスケープ
図２８は、例示的デバイス２００を使用して加水分解されたいくつかの市販の経腸調合物を示す。この実験において使用された例示的デバイス２００は、実施例３において使用されたものと実質的に同様であった。本明細書において説明されるように、市販の栄養調合物は、そのタンパク質および脂肪含量が異なり、成分調合物、消化態調合物、および半消化態調合物として分類され得る。成分調合物は、例えば、個々のアミノ酸、グルコースポリマーを含有してもよく、また長鎖トリグリセリドから誘導される、より低いカロリー量を提供するより低い脂肪含量を有し得る。消化態調合物は、例えば、様々な鎖長のペプチド、単糖、グルコースポリマーまたはデンプン、および脂肪を含有してもよい。半消化態調合物は、例えば、インタクトなタンパク質、複合炭水化物、および様々な種類の脂肪を含有してもよい。この実験において、５つの市販の半消化態調合物および８つの市販の消化態調合物を、デバイス２００を用いて試験した。使用した各調合物の体積は５００ｍＬであった。試験した各調合物の含量は図２８に示されるが、これは、ｘ軸に沿って中鎖トリグリセリドと長鎖トリグリセリドとの比を示し、ｙ軸に沿って脂肪含量を示している。
図１に示されるように、例示的システム１００は、模擬経腸栄養補給中にこれらの栄養調合物中の長鎖トリグリセリド等の脂肪を加水分解するために使用された。各栄養調合物は、１２０ｍＬ／時間の流量で約４時間、例示的デバイス２００を通して誘導された。各栄養調合物を、模擬経腸栄養補給の終わりに採取し、加水分解された遊離脂肪酸の量を、定量比色アッセイ（Ａｂｃａｍ（登録商標） Ｆｒｅｅ Ｆａｔｔｙ Ａｃｉｄ Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｋｉｔ）を使用して分析した。各栄養調合物を、２回の模擬経腸栄養補給運転で試験した。
図２９は、調合物の種類により群分けされた、この実験において試験された栄養調合物と共に使用された場合のデバイス２００の加水分解効率を示す。半消化態調合物は、Ｎｕｔｒｅｎ（登録商標）２．０、ＴｗｏＣａｌ ＨＮ（登録商標）、Ｎｕｔｒｅｎ（登録商標）１．０、Ｏｓｍｏｌｉｔｅ（登録商標）１ ｃａｌ、およびＩｍｐａｃｔ（登録商標）を含む。消化態調合物は、Ｐｅｐｔａｍｅｎ（登録商標）１．５、Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）、Ｐｅｐｔａｍｅｎ（登録商標）、Ｐｅｐｔａｍｅｎ Ｐｒｅｂｉｏ（登録商標）、Ｖｉｔａｌ（登録商標）１．５、Ｖｉｔａｌ １．２ ＡＦ（商標）、Ｖｉｔａｌ（登録商標）１．０、およびＩｍｐａｃｔ Ｐｅｐｔｉｄｅ（登録商標）１．５を含む。図２９に示されるように、デバイス２００は、１つを除く全ての栄養調合物中の脂肪の８０％超を加水分解した。この８０％の加水分解は、調合物内容物の差、リパーゼ７１０がデバイス２００内の粒子３００に共有結合していたこと、および曝露時間がリパーゼの工業的使用に比べて比較的短かったことを考慮して、特に以前の刊行物において留意された共有結合リパーゼの低減された活性に照らして、注目に値する。
一部の実施形態では、デバイス２００は、栄養調合物１１０中の他の非脂肪栄養素、例えばタンパク質、アミノ酸、炭水化物、および／またはビタミン等に大きく影響しなくてもよい。例えば、粒子３００に付着したリパーゼ７１０は、栄養調合物１１０中の脂肪の加水分解に極めて特異的であってもよく、栄養調合物１１０中の他の栄養素成分と実質的に相互作用しなくてもよく、またはそれらに影響しなくてもよい。一部の実施形態では、リパーゼ７１０と混合した他のタンパク質または酵素、例えばプロテアーゼが最小限で存在する、または存在しないように、したがって、栄養調合物１１０中の他の栄養成分と相互作用し得る、またはそれらに影響し得る他の物質がリパーゼ中に存在しないように、粒子３００に付着したリパーゼ７１０は、高い純度を有してもよい。一部の実施形態では、リパーゼ７１０中の他の分子または化学物質を低減または実質的に排除するために、リパーゼ７１０は、粒子３００との結合前に１回もしくは複数回の精製プロセスで精製されてもよく、または、粒子３００との結合後に１回もしくは複数回の精製で精製されてもよい。一部の実施形態では、リパーゼ７１０は、固定の前または後に、５％、２５％、７５％、または本質的に１００％の純度まで精製されてもよい。一部の実施形態では、粒子３００のポリマー材料は、不活性であってもよく、栄養調合物１１０中の栄養成分と相互作用しなくてもよい。以下で説明される実施例９は、（ｉ）例示的デバイス２００を通過した、または（ｉｉ）デバイス２００を通過していない試料栄養調合物中の栄養素の比較分析をさらに示す。データは、デバイス２００のこの実施形態が、栄養調合物１１０中の他の栄養素に実質的に影響しなかったことを示している。
（実施例９）
例示的デバイス２００を通過した、またはデバイス２００を通過しなかった栄養調合物の比較分析
この研究は、（ｉ）インラインで据え付けられた例示的デバイス２００を有する経腸栄養補給回路を通過した後（試験）、および（ｉｉ）インラインで据え付けられたいかなるデバイス２００も有さない経腸栄養補給回路を通過した後（対照）の、栄養調合物の全体的栄養素含量を評価するように設計された。この実験において使用された例示的デバイス２００は、実施例３において説明されたものと実質的に同様であったが、但し、出口２７０は本体２１０に永久的に取り付けられていた（すなわちＯリングは使用されておらず、これにより実施例９におけるデバイス３００は単回使用となる）。栄養素の総合的分析は、２つの経腸調合物、Ｐｒｏｓｕｒｅ（登録商標）およびＴｗｏＣａｌ ＨＮ（登録商標）に対して完了した。分析された栄養素は、以下の表１１にまとめられる。Ｐｒｏｓｕｒｅ（登録商標）は、より低いカロリーを有する、より低い脂肪含量の調合物を表し、一方ＴｗｏＣａｌ ＨＮ（登録商標）は、より高いカロリーを有する、より高い脂肪含量の調合物を表す。
調合物試料に対するデバイス２００の影響は、調合物が最も長い期間デバイス２００と直接接触する場合に最大となり得ると仮定されたため、栄養素分析用の全ての試料（対照および試験）は、最低推奨流量（０．４ｍＬ／分）で流動させた。
試験および対照試料の栄養素の間の変動、ならびに各試験および対照試料内の変動を評価するために、３回のサンプリングを行った。データの統計分析は、独立ｔ検定を用いて行った。試験および対照試料の栄養素を、表１１に示す。
相対標準偏差％（ＲＳＤ％）に基づいて、各栄養素に対して試験および対照データセットを評価した。これらの実験における観察されたＲＳＤ％に関して、決定された栄養値は、予測されるアッセイ精度内であった。試験された栄養素のほとんどに対する試験および対照データセットは、概して同等であり、試験および対照データセットの間のいかなる差も、アッセイ性能の変動性に考慮されず、またはそこから予測されなかった。観察されたいかなる差も、この試験において使用されるそのような複合マトリックス、すなわち栄養調合物に適用される標準試験アッセイにおいて予測される変動性を超えなかった。２つの試験調合物にわたり、試験および対照試料の間で一貫して観察される栄養素の差はなかった。
差（０．０５超のｐ値）が検出された栄養素試験において（表１１中にアスタリスクで示される）、（ｉ）ビタミンＢ６およびカルシウム等の試験試料中の栄養素の測定量の値は、対照試料中よりも高かったため、栄養素分解の証拠はなかった、または、（ｉｉ）ビタミンＡ、Ｅ、およびＣ等の試験および対照試料の間の栄養素レベルの差は、それらの量を互いに、もしくは調製物ラベル表示と比較すると小さかった。
したがって、デバイスを使用しない対照と比較した、模擬的使用条件下でデバイス２００を通過した調合物の栄養素分析では、非脂肪栄養素に対する栄養補給システムの効果に関して、試験試料と対照試料との間で大きな差は特定されなかった。
デバイス２００は、ポイントオブケアでの使用のために設計されてもよい。例えば、デバイス２００は、診療所または病院において、脂肪酸栄養素を必要とする対象に栄養調合物１００を送達するための標準的経腸栄養補給デバイスと共に使用されるように設計されてもよい。一部の実施形態では、デバイス２００は、非臨床環境で、例えば対象の自宅、長期もしくは短期診療施設、または対象が定期的に訪れる場所で使用されてもよい。栄養調合物１１０中のＬＣ−ＰＵＦＡを有するトリグリセリドを含む脂肪は、栄養補給の直前にデバイス２００により「消化」または事前に加水分解され、膵リパーゼまたは脂肪を消化もしくは吸収する生理学的能力が不足した個人において容易に吸収される形態で送達される。摂取前のデバイス２００を使用した事前に加水分解された栄養調合物１００のそのような送達は、加水分解された吸収性脂肪酸の対象の胃腸管への直接送達を提供し、改善された送達および吸収効率をもたらし得る。
デバイス２００の使用はまた、事前に加水分解された栄養調合物１１０中の遊離脂肪酸の酸化分解の問題を防止することができ、したがって、加水分解後の栄養調合物の腐敗したような風味、臭気、またはテクスチャの発生を防止することができる。具体的には、不快な風味および臭気がするのは、脂肪の短鎖アルデヒドおよびケトンへの加水分解である。
脂肪加水分解のための固定されたリパーゼの工業規模の利用には、遊離脂肪酸を放出するために水−油界面が必要である。遊離脂肪酸自体はいかなる実質的な期間も不安定であるため、遊離脂肪酸は次いで、再びエステル化されてトリグリセリドを形成する。工業規模の固定は、時間を要し、非効率的となる傾向があり、また使用者による大掛かりな操作を必要とする。デバイス２００の使用は、一般に、例えばタンパク質、炭水化物、脂肪、水、ミネラル、および／またはビタミンを含有する複合混合物を伴い、これは特別に調合および処理された流動食を含み得る。
事前に加水分解された吸収性遊離脂肪酸をポイントオブケアで送達することにより、デバイス２００はまた、栄養調合物１１０の栄養補給中に、ブタ由来膵酵素または微生物酵素生成物を摂取する必要性および／または危険性を低減または排除することができる。さらに、上で議論されたように、栄養調合物１１０中の事前に加水分解された遊離脂肪酸の酸化分解を低減または防止するように流量を調整することにより、デバイス２００内の栄養調合物１１０の滞留時間量を調整することができ、またデバイス２００の加水分解効率とバランスをとることができる。リパーゼに対する栄養調合物１１０の曝露から、事前に加水分解された調合物の患者による摂取までの間の例示的な期間は、２０１３年２月１４日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０２６０６３号、および２０１４年８月１４日に出願された米国特許出願第１４／３７８，８５６号において議論されており、これらは共に、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
システム１００およびデバイス２００は、摂取前に栄養調合物１１０中の脂肪をｅｘ ｖｉｖｏで事前に加水分解させ、脂肪の加水分解の時間を経腸栄養補給と一致させ、対象への信頼性のある、効率的な、また一貫した吸収性の有益な脂肪の送達をもたらす。システム１００およびデバイス２００は、医療従事者に、追加的なカロリー、ならびにＤＨＡおよびＥＰＡ等の必須脂肪酸を必要とする患者に栄養補給を行うための有利な選択肢を提供し得る。
一部の実施形態では、デバイス２００は、使い捨てであってもよく、単回使用が意図されてもよい。他の実施形態では、デバイス２００は、廃棄前に数回の栄養補給運転に再使用可能であってもよい。そのような実施形態では、デバイス２００および／またはチューブ、例えば第１のチューブ１２２および経腸チューブ１２４は、新たな栄養補給運転前に、デバイス２００および／またはチューブを通して溶液をフラッシュする、またはパージすることにより洗浄されてもよい。例えば、ポンプ１２０は、デバイス２００および／またはチューブを通して溶液をフラッシュして、またはパージして、前回の栄養補給運転からデバイス２００および／またはチューブ内に残留した栄養調合物１１０を十分に排除するように、自動モードで動作してもよい。このようにフラッシュする、またはパージすることにより、デバイス２００および／またはチューブは、廃棄前に２回以上使用され得る。
一部の実施形態では、粒子３００は、使い捨てであってもよい。例えば、栄養調合物１１０の栄養補給運転後に、使用された粒子３００は廃棄されてもよく、デバイス２００は滅菌および／または洗浄されてもよく、栄養調合物１１０の次の栄養補給運転のために、新たな未使用の粒子３００が、デバイス２００のチャンバ２２２内に乾燥条件下でパックされてもよい。そのような実施形態では、デバイス２００の残りは滅菌可能であってもよい。
ＥＰＩ（膵外分泌酵素の産生不足）および／または胃腸もしくは肝機能不全に罹患した患者は、長鎖トリグリセリドを加水分解および／または吸収する能力が低減している。その結果、患者は、脂質の消化不良および吸収不良を有する可能性があり、これらは、カロリー摂取の低減、顕著な体重減少、ＬＣ−ＰＵＦＡ欠乏、および／または胃腸症状をもたらす可能性があり、またＬＣ−ＰＵＦＡ、例えばＤＨＡ、ＥＰＡ、ＡＡ等の摂取に関連した利益が受けられない可能性がある。システム１００およびデバイス２００は、ＤＨＡ、ＥＰＡ、および／またはＡＡの事前に加水分解されたトリグリセリドを有する栄養調合物１１０を、膵液分泌量不全を有する患者に栄養補給するために使用され得る。例えば、システム１００およびデバイス２００は、これらの患者の血漿へのＤＨＡ、ＥＰＡ、およびＡＡの摂取を増加させるために使用され得る。一部の実施形態では、健康な対象はまた、例えば心臓血管疾患のリスクを低減することにより、ＬＣ−ＰＵＦＡの吸収の増加からの利益を得ることができるため、システム１００およびデバイス２００は、健康な対象に栄養調合物１１０を栄養補給するために使用され得る。一部の実施形態では、システム１００およびデバイス２００は、乳児、高齢者、または、脂肪加水分解および／もしくは吸収に影響し得る急性もしくは慢性状態を有する人の血漿への、ＤＨＡ、ＥＰＡ、およびＡＡの摂取を増加させるために使用され得る。
一部の実施形態では、システム１００およびデバイス２００は、例えば、アルツハイマー病（ＡＤ）、双極性障害（ＢＰ）、鬱病、大鬱病性障害（ＭＤＤ）、産後鬱病（post-partem depression）、敗血症、急性呼吸ストレス、創傷治癒、がん、心臓血管疾患、脳卒中、パーキンソン病、統合失調症、糖尿病、多発性硬化症、ならびに慢性炎症性疾患、例えば関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、および炎症性大腸炎を含む、１つまたは複数の疾患を有する患者における、加水分解された脂肪酸の摂取を増加させるために使用され得る。一部の実施形態では、システム１００およびデバイス２００は、口から栄養を得ることができない、安全に嚥下することができない、または別様に栄養補助を必要とする患者への栄養補給に使用され得る。一部の実施形態では、システム１００およびデバイス２００は、非経口栄養の必要性を低減するために使用され得る。経腸栄養は、感染症の発生、望ましくない免疫反応、および／または胃腸管の退化の危険性を低減するため、可能な場合には経腸栄養の使用が好ましくなり得る。一部の実施形態では、システム１００およびデバイス２００は、未熟状態、発育障害、栄養不足、神経および神経筋障害、嚥下困難、口および食道の解剖学的および術後の変形、がん、消化および／または代謝障害を有する患者への栄養補給に使用され得る。一部の実施形態では、システム１００およびデバイス２００は、患者に脂肪栄養を提供することにより、がん等の他の疾患の治療を改善および／または支援するために使用され得る。
システム１００およびデバイス２００の追加的な利点および利益はまた、事前に加水分解された脂肪を高い効率で送達することを含み得る。例えば、図２９に示されるように、デバイス２００を通過した後、栄養調合物１１０中の脂肪の約７０％から約９０％超までが加水分解され得る。システム１００およびデバイス２００の加水分解効率は、様々な栄養素を有する極めて複合的な栄養調合物に対して維持され得る。デバイス２００のそのような高い加水分解効率は、患者に送達される必要がある栄養調合物１１０の全体積を低減し得る。さらに、以前に議論されたように、栄養調合物１１０は、例えば０．４ｍＬ／分から約８ｍＬ／分の範囲またはそれより高い流量で送達され得る。そのような流量下で、デバイス２００は、典型的な体積、例えば約１ｍＬから約１０ｍＬ、約１０ｍＬから約１００ｍＬ、約１００ｍＬから２５０ｍＬ、約２５０ｍＬから約５００ｍＬ、約５００ｍＬから約７５０ｍＬ、約７５０ｍＬから約１Ｌ、約１Ｌから約２Ｌ、約１Ｌから約３Ｌ、約２Ｌから約３Ｌ、約１ｍＬから約１００ｍＬ、約１ｍＬから約５００ｍＬ、約１ｍＬから約１Ｌ、約１００ｍＬから５００ｍＬ、約１００ｍＬから７５０ｍＬ、約１００ｍＬから１Ｌ、約５００ｍＬから約１Ｌ、約５００ｍＬから約２Ｌ、約７５０ｍＬから約２Ｌ、約７５０ｍＬから約３Ｌ、または約３ｍＬから約１Ｌの、実質的に事前に加水分解された脂肪を含有する栄養調合物１１０の、数秒、数分、または数時間以内での送達を可能にし得る。栄養調合物１１０の送達のそのような高い効率は、患者の、特に多量の栄養調合物１１０を必要とする患者の生活の質を改善するために好ましい。以下でさらに説明される実施例１０〜１２は、広範な経腸調合物に対するシステム１００およびデバイス２００の高い加水分解および送達効率を実証している。
一部の実施形態では、システム１００およびデバイス２００を使用して事前に加水分解された栄養調合物１１０の送達は、例えばＬＣ−ＰＵＦＡ、例えばＤＨＡ、ＥＰＡ、およびＡＡを消化および吸収するのが最も困難な患者のカロリー摂取ならびに脂肪酸バランスおよび吸収の正常化を可能にし得る。これは、有利には、医療介護提供者が膵液分泌量不全または脂質吸収不良を有する人の管理および処置を改善するための、より制御された選択肢を提供する。遊離脂肪酸摂取およびバランスを改善するためのシステム１００およびデバイス２００の使用を実証する実施例１３〜１５は、以下でさらに議論される。
システム１００およびデバイス２００の追加の例
（実施例１０）
実質的に安定した加水分解効率を示す、例示的デバイス２００を使用した経腸調合物脂肪のｉｎ ｖｉｔｒｏ加水分解
例示的デバイス２００を使用して、経腸調合物Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の２つの試料中のトリグリセリドの加水分解に関する２つの実験を行った。この実験において使用された例示的デバイス２００は、実施例１において説明されたものと実質的に同様であった。各実験は、ある期間にわたる経腸栄養補給を模擬した。第１の実験は、２時間の栄養補給期間にわたり、２５０ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の第１の試料を試験した。第２の実験は、４時間の栄養補給期間にわたり、５００ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の第２の試料を試験した。２つの実験における経腸調合物の流量は、２ｍＬ／分に維持した。各実験の栄養補給期間中の複数の時点で試験試料を採取し、各時点において、超高速液体クロマトグラフィー−タンデム質量分析計（ＵＰＬＣ ＭＳ）を使用して脂肪酸の量を分析した。
図３０に示されるように、第１の実験において、試料中の遊離脂肪酸の累積量は、ほぼ斜めの線により示されるように、実験の栄養補給期間にわたりほぼ直線的に増加し、実質的に安定した加水分解効率を示していた。実験の終了までに送達された遊離脂肪酸の量は、７．７ｇの遊離脂肪酸の総量のうち約７．３ｇであったが（図３０において水平線として示される）、これはおそらく、デバイス２００を通って流動した栄養調合物中のトリグリセリドの量から生成されたものと考えられる。これは、グラフにおいて実験の終了までに水平線全体にほぼ交差している斜線により示されるように、約９５％の加水分解効率を示している。図３０における結果は、デバイス２００が、実質的に安定な速度で、約２時間またはそれよりも短い栄養補給期間で２５０ｍＬの経腸調合物中のトリグリセリドを効率的に加水分解し得ることを示している。
図３１に示されるように、第２の実験においても、試料中の遊離脂肪酸の累積量は、実験期間にわたりほぼ直線的に増加し、同じく実質的に安定した加水分解効率を示していた。実験の終了時に送達された遊離脂肪酸の量は、１８．２ｇの遊離脂肪酸の総量のうち約１７．５ｇであったが（これも図３１において水平線として示されている）、これはおそらく、デバイス２００を通って流動した栄養調合物中のトリグリセリドの量から生成されたものと考えられ、約９６％の加水分解効率をもたらした。図３１における結果は、デバイス２００が、実質的に安定な加水分解効率で、約４時間またはそれよりも短い、若干長い栄養補給期間で５００ｍＬの経腸調合物中のトリグリセリドを効率的に加水分解し得ることを示している。
（実施例１１）
ブタ由来膵酵素カプセル（ＰＥＲＴカプセル）との、例示的デバイス２００のｅｘ ｖｉｖｏ加水分解効率の比較
例示的デバイス２００およびＰＥＲＴ製品によるＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の３つの試料中の脂肪の加水分解を、実行および比較した。この実験において使用された例示的デバイス２００は、実施例１において説明されたものと実質的に同様であった。ＰＥＲＴ製品は、様々なリパーゼ、プロテアーゼ、およびアミラーゼ酵素の組合せである。第１の試料に対しては、約２時間の模擬経腸栄養補給の間デバイス２００を２３７ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の加水分解に使用した。栄養補給の間中、２ｍＬ／分の流量を使用した。デバイス２００への栄養補給の間、ポンプ１２０からのアラームまたは閉塞は観察されなかった。
第２および第３の試料に対しては、２種類の市販のＰＥＲＴカプセルを加水分解に使用した。第２の試料は、腸溶コーティング製品であるＺｅｎＰｅｐ（登録商標）（８０，０００単位のリパーゼ；２７２，０００単位のプロテアーゼ；４３６，０００単位のアミラーゼ；Ａｐｔａｌｉｓ）の４つのカプセルを使用して加水分解した。第３の試料は、３錠のＶｉｏｋａｃｅ（登録商標）（６２，６４０単位のリパーゼ；２３４，９００単位のプロテアーゼ；２３４，９００単位のアミラーゼ；Ａｐｔａｌｉｓ）を使用して加水分解した。経腸調合物に対するＰＥＲＴ製品の曝露時間を最大化するために、ＰＥＲＴカプセルを第２および第３の試料の経腸調合物バッグ内に直接加えたが、バッグのそれぞれは、１缶の２５０ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）を含有していた。経腸調合物がデバイスを通過するデバイス２００と対照的に、経腸調合物に対するＰＥＲＴ酵素の曝露および潜在的な加水分解能力を最大化するために、ＰＥＲＴ製品を調合物バッグ内に混合した。
デバイス２００を使用して加水分解した各調合物の試料を、加水分解プロセス中、０分、３０分、６０分、９０分、および１２０分で採取し、各試料中の脂肪加水分解を、各時点で定量比色アッセイ（Ａｂｃａｍ（登録商標）Ｆｒｅｅ Ｆａｔｔｙ Ａｃｉｄ Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｋｉｔ）を使用して評価し、遊離脂肪酸の量を測定した。図３２は、各時点での各調合物試料中で検出された遊離脂肪酸の量を示す。図３２に示されるように、実験の終了までに例示的デバイス２００により送達された遊離脂肪酸の累積量は、調合物試料中のトリグリセリドの全てが加水分解された場合におそらくは生成され得たであろう遊離脂肪酸の量とほぼ等しかった。この結果は、図３０および３１に示される結果と一致し、栄養調合物中の利用可能なトリグリセリドのほぼ完全な加水分解を示している。ＺｅｎＰｅｐ（登録商標）カプセルを使用して生成された第２の調合物試料中の遊離脂肪酸は、実験にわたって１グラム未満（１０％未満の加水分解）のままであった。Ｖｉｏｋａｃｅ（登録商標）を使用して生成された第３の調合物試料中の遊離脂肪酸の量は、アッセイを使用して検出不可能であったため、図３２においては示されていない。
図３３は、図３２に関して議論された３つの調合物試料における計算された加水分解効率を示す。図３３に示されるように、第１の調合物試料において、例示的デバイス２００は、３０分の時点から開始して、脂肪の９０％超を加水分解した。第２の調合物試料では、ＺｅｎＰｅｐ（登録商標）カプセルは、実験の終了までに脂肪の約１０％を加水分解するのみであり、３０分の時点ではわずか２９％の高さに達した。第３の調合物試料において、Ｖｉｏｋａｃｅ（登録商標）カプセルによる脂肪の加水分解は、検出不能であった。この結果は、デバイス２００が、ＰＥＲＴカプセルと比較して、経腸調合物中の脂肪の加水分解において優れた効率を有することを実証している。
（実施例１２）
例示的デバイス２００を使用した、異なる体積の栄養調合物中の脂肪の加水分解
例示的デバイス２００を使用して、経腸調合物Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）中のトリグリセリドの加水分解に関する一連の実験を行った。この実験において使用された例示的デバイス２００は、実施例３において使用されたものと実質的に同様であった。Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）調合物は、等量のＭＣＴを有するトリグリセリドおよびＬＣＴを有するトリグリセリドを含有する。５００ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）溶液は、トリグリセリドからの１．２ｇのＥＰＡおよびＤＨＡを含む、合計で２７．４ｇの脂肪を含有する。１つの実験は、８ｍＬ／分の流量で１時間にわたる５００ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の経腸栄養補給運転を模擬し、１つの実験は、４ｍＬ／分の流量で２時間にわたる５００ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の経腸栄養補給運転を模擬し、１つの実験は、２ｍＬ／分の流量で４時間にわたる５００ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の経腸栄養補給運転を模擬し、１つの実験は、０．４ｍＬ／分の流量で１０時間にわたる２５０ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の経腸栄養補給運転を模擬し、１つの実験は、２ｍＬ／分の流量で８時間にわたる１ＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の経腸栄養補給を模擬した。調合物試料の流量は、アラームが検出されることなく、模擬栄養補給の間中維持された。
図３４に示されるように、デバイス２００は、２時間および４時間にわたって５００ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）中の脂肪の９０％超を、１０時間にわたって２５０ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）中の脂肪の９０％超を、また８時間にわたって１ＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）中の脂肪の約９０％を効率的に加水分解した。１時間にわたって送達された５００ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）中の脂肪の加水分解もまた、高い効率を示した。この結果は、デバイス２００が、より速い流量下において、より短い１時間から２時間の栄養補給であっても、栄養調合物１１０中の脂肪の実質的なパーセンテージを加水分解および送達し得ることを示しており、これは潜在的に、より長い終夜の経腸栄養補給の必要性を低減し得る。
（実施例１３）
全膵機能不全を有する幼若ブタにおける長鎖多価不飽和脂肪酸（ＬＣ−ＰＵＦＡ）の消化に対する、粒子３００に付着したリパーゼ７１０の有効性の試験
この実験は、乳児用調合物からの全脂肪および長鎖多価不飽和脂肪酸（ＬＣ−ＰＵＦＡ）の吸収が、本明細書においてｉＲＯと呼ばれるアクリルビーズ上に固定されたＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼ（実施例１において説明された粒子３００と実質的に同様である例示的粒子３００に共有結合的に付着した例示的リパーゼ７１０）で調合物が摂取の直前に事前に加水分解された場合に向上するかどうかを評価した。この実験は、膵機能不全のブタモデル（全膵機能不全を有する幼若ブタ）において行われた。機能的および発達レベルにおいて、ヒトおよびブタは、胃腸管、尿生殖器構造、ならびに脳および膵臓の発達に関して多くの類似点を共有しているため、ブタモデルが選択された。幼若ブタにおける膵管の外科的結紮は、胆汁塩刺激リパーゼを含む膵酵素の排出障害を引き起こし、したがってヒト早産児および／もしくは満期児、または膵外分泌腺の慢性機能障害を有する個人、例えばＣＦ患者、腫瘍手術後の患者、または高齢者対象における状態を模倣する。本明細書において使用される場合、ＥＰＩブタは、このブタモデルを指すように使用される。
この実験のために、２０匹のブタに対して膵管結紮を行って膵外分泌機能不全（inefficiency）（ＥＰＩ）を発生させた。ＥＰＩは、典型的には、手術後３週間から４週間で完全に発症する。完全な膵機能不全の発症は、成長停止および脂肪便の発症により確認された。しかしながら、手術された２０匹のブタのうち１７匹のＥＰＩブタのみが完全な膵機能不全を発症し、この実験に使用された。１７匹のＥＰＩブタ（雄）および６匹の健康なブタ（雄）を、１２時間の昼夜サイクルで維持し、６ＡＭから６ＰＭまで明るく、６ＰＭから６ＡＭまで暗くした。
ｉＲＯで事前に加水分解された脂肪を有する栄養調合物を１日４回の栄養補給に分割し、３〜６ヶ月齢のヒト乳児に発達上相当する若い成長期のＥＰＩブタにおいて、その有効性を試験した。
図３５に示されるように、６週間の処置試験の前に２週間の初期適応期間を置いた。膵管結紮手術の前、手術後、およびこの実験の初期適応期間の前に、全てのブタに、１７．５％の粗タンパク質、３．９％の粗繊維、３．５％の粗脂肪、５．２％の灰を、５０００ＩＥ／ｋｇのビタミンＡ、５００ＩＥ／ｋｇのビタミンＤ、８５ｍｇ／ｋｇのビタミンＥと共に含有する標準的なブタ用規定食を栄養補給した。９ＡＭから１０ＡＭおよび５ＰＭから６ＰＭの１日２回（食事当たり２．０％体重）栄養補給を行った。
適応期間の間、全てのブタに、長鎖多価不飽和トリグリセリド（ＴＧ−ＬＣＰＵＦＡ）：魚油からの１％のドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）および２％のアラキドン酸（ＡＡ）で強化したＮＡＮ Ｐｒｏ １ Ｇｏｌｄ （Ｎｅｓｔｌｅ）調合物（ＮＡＮ調合物）を栄養補給した。その後、この実験において、調合物を魚油からの１％のＴＧ−ＤＨＡおよび２％のＴＧ−ＡＡで強化し、約３１％の最終脂肪含量とした。
初期適応期間後に６週間の処置期間を置いた。６週間の処置期間の間、ＥＰＩブタを２つの群に無作為化した。対照群においては、非加水分解飲料と呼ばれる、強化された調合物のみをＥＰＩブタに栄養補給した（ＮＤ、ｎ＝６）。処置群においては、事前加水分解飲料と呼ばれる、ｉＲＯで事前に加水分解された調合物をＥＰＩブタに栄養補給した（ＰＮＤ、ｎ＝７）。第２の対照群においては、膵外分泌腺のインタクトな機能を有する健康ブタを加え、ＬＣ−ＰＵＦＡ強化調合物のみを栄養補給した（ＮＤ、ｎ＝６）。
ＰＮＤを生成するために、ｉＲＯで満たされたメッシュバッグを強化された乳児用調合物（ＮＤ）中に入れ、約３０℃から約３７℃の温度範囲で自動撹拌器で最長１５分間混合し、実質的に完全に脂肪を加水分解させた。ＥＰＩブタの１回の食事（３００ｍＬの水中に希釈した１００ｇの調合物粉末）に対して、１ｇのｉＲＯを有する１つのメッシュバッグを使用した。加水分解が終了したら、メッシュバッグをバケツから取り出し、処分した。ｉＲＯのサイズ仕様は、ビーズがメッシュバッグの外に移動し得ないことを確実とし、メッシュバッグは調合物へのｉＲＯのいかなる漏出も防止した。事前加水分解が完了したら、メッシュバッグを取り出し、ＰＮＤは消費可能な状態となった。
ｉＲＯの作用は、膵リパーゼを模倣すること、ならびに、小腸内で内因的に分泌された膵リパーゼの作用後に見られるようなものと類似した遊離脂肪酸およびモノグリセリドを生成することを意図した。ＰＮＤが摂取直前に生成および供給されるポイントオブケア手法もまた、ＮＤからの遊離脂肪酸のフリーラジカル酸化に対応し、腐敗したような風味また臭気の発生を防止した。したがって、ポイントオブケア手法の利益は、ＬＣ−ＰＵＦＡを有するトリグリセリドを含む脂肪が、飲む直前に「消化」または事前に加水分解され、したがって、さもなくば脂肪を消化する生理学的能力が不足した胃腸管による吸収に利用可能となることであった。
糞脂肪中の全および多価不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）の低減、ならびに、ブタにおける血漿、内臓組織（肝臓、脂肪）、心臓、および神経組織（海馬）内での対照群からの変化として表現されるＡＡおよびＤＨＡの吸収の増加を評価することにより、食物脂肪の事前加水分解の効果を監視した。糞便物質中の脂肪の存在は、ブタにより脂肪が吸収されなかったことを示すものとして解釈された。
この試験の結果は、トリグリセリドの代わりのモノグリセリドおよび遊離脂肪酸の投与を含む、事前に加水分解された調合物の６週間の投与後に、死亡、有害な臨床徴候、または消化管もしくは肝臓に沿った病理学的な巨視的もしくは微視的所見がないことを実証した。
１３．１ 試験デザインおよび手順：
１３．１．１ 処置前期間（７〜１０日）
適応期間の約７日前に、２３匹のブタを通常食から調合物栄養補給に移行させた。この実験を通して、１匹は病気のため、１匹は不適切な強制飼養のため、２匹は二重膵管形成のため、４匹のＥＰＩブタを排除した。健康群のブタには損失は記録されなかった。したがって、最終試験に含まれたブタの総数は、１３匹のＥＰＩブタおよび６匹の健康ブタであった。
１３．１．２ 適応期間（１４日）
この期間中、全てのＥＰＩブタおよび健康ブタに、ＤＨＡを有する１％のトリグリセリド（ＴＧ−ＤＨＡ）およびＡＡを有する２％のトリグリセリド（ＴＧ−ＡＡ）で強化された温かい液体ＮＤを、１日４回与えた。全１日調合物消費量を、毎日および実験全体の間測定した。適応期間の１日目（実験の第１日目）、朝の食事前に体重を記録した。この期間の最後の２日に、便および血液試料を採取した。
１３．１．３ 処置期間（６週間）
この期間中、ＥＰＩブタを、体重および調合物を摂取する意欲に基づいて、２つの群に無作為化した。
１）対照ＥＰＩ群（ＥＰＩ）：６匹のＥＰＩブタに、強化された非加水分解調合物を栄養補給した。
２）ｉＲＯ群（ＥＰＩ＋ｉＲＯ）：７匹のＥＰＩブタに、ｉＲＯで事前に加水分解された調合物を栄養補給した。
３）健康対照群（健康）：同じ年齢および種の６匹の健康なブタに、強化された調合物のみを栄養補給した。
６週間の処置期間の各週の１日目に、朝の食事前にブタを秤量した。処置期間の１週間目、４週間目、および６週間目の最後の３日間、３回の２４時間便採取を行った。処置期間の７日目、２８日目および４２日目に、終夜絶食後の食前血液試料を採取した。
採取された２４時間便試料の重量を記録し、各試料からの少量を全脂肪およびＬＣ−ＰＵＦＡに関して測定した。
ＬＣ−ＰＵＦＡの測定のために、ガスクロマトグラフィー−質量分析（ＧＣ−ＭＳ）方法を使用して、糞便、血漿および組織試料を分析した。
それぞれの日の栄養補給前に、５ｍＬの血液試料を採取した。試料を、ＬＣ−ＰＵＦＡ、トリグリセリド（ＴＧ）、コレステロール、低密度リポタンパク質（ＬＤＬ）、高密度リポタンパク質（ＨＤＬ）、および非エステル化脂肪酸（ＮＥＦＡ）含量に関して分析した。
実験の終了時に、各ブタの膵臓領域および退縮膵臓を、胃腸管および肝臓、腎臓、ならびに心臓と共に、病変に関して検査した。
この試験から生成されたデータに対して、ＳＡＳプログラムの分散のＡＮＯＶＡ分析を使用して、ならびにＰｒｉｓｍ Ｇｒａｐｈプログラムを使用する通常の一元配置ＡＮＯＶＡおよびＡＮＯＶＡ対応ｔ検定を使用して統計分析を行った。差は、ｐ≦０．０５である場合有意であるとみなした。全てのデータは、平均±標準偏差（±ＳＤ）として表現される。
１３．２ 結果
１３．２．１ 便重量、外観、および全脂肪含量に対するＰＮＤ摂取の効果
ＥＰＩブタにおける膵外分泌機能の破壊は、消化不良および吸収不良をもたらし、これは、排便数の増加を伴う顕著な脂肪便および大量の糞便を引き起こした。図３６Ａは、ＮＤが栄養補給されたＥＰＩブタの例示的便試料を示し、図３６Ｂは、ＰＮＤが栄養補給されたＥＰＩブタの例示的便試料を示す。図３６Ａおよび図３６Ｂに示されるように、ＰＮＤが栄養補給されたＥＰＩブタにおいて、脂肪の吸収は、便の外観の視認され得る変化（脂肪便の消失）、および重量の減少に基づいて改善された。
図３７に示されるように、全脂肪が便乾燥物質試料中で測定された場合、ＰＮＤを摂取しているＥＰＩブタとＮＤを摂取しているＥＰＩブタとの間の差は顕著であった（ＥＰＩ：６６．７±２４．６％対ＥＰＩ＋ｉＲＯ：３７．９±１８．６ｇ／２４時間；ｎ＝６〜７；ｐ＜０．０２；試験の最後の３日間の３回の２４時間採取の平均）。ＥＰＩ群と比較して、ＥＰＩ＋ｉＲＯ群からの便試料中には４３％少ない脂肪が存在したが、これは近似的に、１日当たり追加の２４３カロリーの摂取をもたらす改善された脂肪吸収を示唆している。健康対照ブタにおいて、脂肪含量は１３．８３±２．４％であった。
図３８Ａおよび図３８Ｂに示されるように、調合物摂取量および体重は、ＥＰＩ群およびＥＰＩ＋ｉＲＯ群において実質的に同じであった。予測されるように、調合物は事前に加水分解された脂肪のみを有し、成長および体重増加に必要なタンパク質を有していなかったため、ＥＰＩブタは成長しなかった。膵外分泌腺のインタクトな機能を有する健康ブタは、２〜４ｋｇ／週で成長していた。
ＬＣ−ＰＵＦＡ脂肪含量の推定のために、処置の６週目の５、６および７日目に便を採取し、個々のＬＣ−ＰＵＦＡ含量を測定した。その結果の概要を表１２に示す。
表１２に示されるデータは、処置の最後の６週目の最後の３日に採取された便試料中のＬＣ−ＰＵＦＡレベルの平均±ＳＤである（ｎ＝６〜７／群）（＊ｐ＜０．０５ＥＰＩ対ＥＰＩ＋ｉＲＯ；＊＊ｐ＜０．０５ＥＰＩ対健康）。表１２に示されるように、非加水分解調合物が栄養補給されたＥＰＩ群と比較して、事前に加水分解された調合物が栄養補給されたＥＰＩ＋ｉＲＯ群において、糞便オメガ３およびオメガ６ ＬＣ−ＰＵＦＡの３８％および５３％の有意な低減が実証された。同様に、ＥＰＩ群と比較して、ＥＰＩ＋ｉＲＯ群において、糞便ＡＡおよびＤＨＡレベルのそれぞれ６６％および５０％の低減が記録された。これらのデータは、ＥＰＩブタの脂肪を吸収する能力の欠損が、ｉＲＯで事前に加水分解された調合物を栄養補給することにより、少なくともある程度は逆転されたことを示している。
１３．２．２ 血中脂質プロファイルに対する事前加水分解の効果
この試験の重要な所見は、６週間ＰＮＤが栄養補給された処置群における血中脂質プロファイルが、表１３に示されるように、健康ブタのプロファイルまで実質的に正常化されたことである。この結果は、脂肪吸収の増加だけでなく、ＴＧ、コレステロール、ＨＤＬ、およびＬＤＬの実質的に正常な血中レベルをもたらした適切な脂肪の代謝を示唆している。全てのＥＰＩブタは、健康ブタの場合と実質的に同じ正常な血中グルコースを有しており、膵外分泌機能が保存され、手術により影響されなかったことが確認された。
表１３に示されるデータは、６週間のＮＤまたはＰＮＤの栄養補給後の食前試料から採取された、ＴＧ、コレステロール、ＨＤＬ、およびＬＤＬに対するコホート（健康ブタｎ＝６、ＥＰＩ ｎ＝６、ＥＰＩ＋ｉＲＯ ｎ＝７）における平均±ＳＤである。健康ブタにはＮＤを栄養補給した。ｐ値は、ＥＰＩおよびＥＰＩ＋ｉＲＯ群の間の差に関して、＊ｐ＜０．０５である（独立ｔ検定）。ＨＤＬ＝高密度リポタンパク質；ＬＤＬ＝低密度リポタンパク質；ＴＧ＝トリグリセリド。
１３．２．３ ＬＣ−ＰＵＦＡレベルの血漿および組織変化
１３．２．３．１ 血漿およびＲＣＢ ＬＣ−ＰＵＦＡレベルの変化
事前に加水分解された脂肪を含有する調合物の栄養補給は、図３９および表１４に示されるように、血漿ＰＵＦＡレベルに好ましい変化をもたらした。
表１４に示されるデータは、６週間のＥＰＩブタへのＮＤまたはＰＮＤの栄養補給後に採取された食前血液試料において測定された、全ＦＡの合計に対する健康ブタ（ｎ＝６、ＥＰＩ ｎ＝６、およびＥＰＩ＋ｉＲＯ ｎ＝６）における多価不飽和遊離脂肪酸濃度（平均±ＳＤ）の合計である。健康ブタにはＮＤを栄養補給した。ｐ値は、群間の差に関して、＊ｐ＜０．０５である（ＡＮＯＶＡ対応ｔ検定）（ｐ＝０．０９１）。
図３９および表１４に示されるように、血液循環中の全遊離脂肪酸の濃度が、調合物のみが栄養補給されたＥＰＩブタよりも、ｉＲＯで事前に加水分解された調合物が６週間栄養補給されたＥＰＩブタにおいて大幅に高かった。同様に、ＬＡ、ＡＬＡ、およびＡＡ等の測定された個々のＰＵＦＡは、ＮＤのみが栄養補給されたＥＰＩブタよりも、ｉＲＯで事前に加水分解された調合物が栄養補給されたＥＰＩブタにおいて大幅に高かった。ＤＨＡ遊離脂肪酸濃度の増加傾向もまた記録された。
図４０Ａおよび図４０Ｂは、６週間のＥＰＩブタへのＮＤまたはＰＮＤの栄養補給後に採取された食前血液試料および食後１時間試料において測定された、健康対照群（ｎ＝６）、ＥＰＩ群（ｎ＝６）、およびＥＰＩ＋ｉＲＯ群（ｎ＝６）における多価不飽和遊離脂肪酸濃度（平均±ＳＤ）の合計を示す。健康ブタにはＮＤを栄養補給した。通常の一元配置ＡＮＯＶＡを使用して、群間の差に関して＊ｐ＜０．０５の統計的に有意なｐ値が存在した（食前試料と食後１時間試料との群間の差に関して、それぞれｐ＝０．０００７およびｐ＝０．００９１）。
図４０Ａ、図４０Ｂおよび表１５に示されるように、食事から１時間後に採取された試料からのＬＣ−ＰＵＦＡの食後レベルは、ＮＤが栄養補給されたＥＰＩブタと比較して、ＰＮＤが栄養補給されたＥＰＩブタから採取された血漿中において、脂肪酸濃度の増加を示している。例えば、ＰＮＤが栄養補給されたＥＰＩブタにおけるＬＡの食後レベルは約１０％増加し、一方、ＮＤが栄養補給されたＥＰＩブタにおけるＬＡの食後レベルは、約３％しか増加せず；ＰＮＤが栄養補給されたＥＰＩブタにおけるＡＬＡの食後レベルは約３５％増加し、一方ＮＤが栄養補給されたＥＰＩブタにおけるＬＡの食後レベルは約１０％しか増加せず；ＰＮＤが栄養補給されたＥＰＩブタにおけるＥＰＡの食後レベルは約３倍増加し、一方ＮＤが栄養補給されたＥＰＩブタにおけるＥＰＡの食後レベルは約１倍しか増加しなかった。この結果もまた、吸収の向上およびポイントオブケア手法の有効性を示唆している。特定のＬＣ−ＰＵＦＡ、例えばＬＡ、ＡＬＡ、およびＥＰＡの血漿濃度は、ＰＮＤの栄養補給から１時間後に上昇したため（これは通常、健康ブタにおいて血漿ＬＣ−ＰＵＦＡレベルが上昇し始める時点である）、この結果は有望であった。おそらくは複雑な加水分解および吸収プロセスに起因して、平均ＬＣ−ＰＵＦＡレベルは、食事から近似的に約４時間から約６時間後、血漿中の最大濃度に達していた。
表１５に示されるデータは、６週間のＥＰＩブタへのＮＤまたはＰＮＤの栄養補給後に採取された食前血液試料および食後１時間試料において測定された、全ＦＡの合計だけでなくＬＡ、ＡＬＡ、ＡＡ、ＥＰＡ、およびＤＨＡに対する健康ブタ（ｎ＝６、ＥＰＩ ｎ＝６、およびＥＰＩ＋ｉＲＯ ｎ＝６）における多価不飽和遊離脂肪酸濃度（平均±ＳＤ）の合計である。健康ブタにはＮＤを栄養補給した。ｐ値は、群間の差に関して、＊ｐ＜０．０５である（ＡＮＯＶＡ対応ｔ検定）。
ＰＮＤ摂取の利益はまた、絶食中であるか否かに関わらず、ＥＰＩブタと比較したＥＰＩ＋ｉＲＯブタの血漿中の遊離脂肪酸の総量の全体的増加に基づいて実証された。
１３．２．３．２ ＬＣ−ＰＵＦＡの組織沈着
６週間の事前に加水分解された調合物の栄養補給後の改善されたＬＣ−ＰＵＦＡ吸収は、脂肪、肝臓、および心臓において測定されるような内臓組織内の、および海馬において測定されるような神経組織内のＡＡおよびＤＨＡのレベルの増加をもたらした。その結果の概要を表１６に示す。
表１６に示されるデータは、試験の終了時に肝臓、脂肪、心臓、および海馬組織から採取された、健康ブタ（ｎ＝６、ＥＰＩ ｎ＝６、およびＥＰＩ＋ｉＲＯ ｎ＝７）からのＬＣ−ＰＵＦＡの平均±ＳＤレベルを表す。ＥＰＩブタにはＮＤまたはＰＮＤのいずれかを栄養補給した。健康ブタにはＮＤを栄養補給した。ｐ値は、群間の差に関して、＊ｐ＜０．０５である（ＡＮＯＶＡ対応ｔ検定）。
低減された糞便脂肪によりＬＣ−ＰＵＦＡの吸収の改善が示され、また全ＬＣ−ＰＵＦＡの濃度の増加が、ＡＡおよびＤＨＡの肝臓、心臓、および脂肪組織沈着に反映された。肺組織もまた検査し、群間にＡＡレベルの差は見られなかった（健康：１０．１２±０．９、ＥＰＩ：１０．０７±１．４、およびＥＰＩ＋ｉＲＯ：１０．１７±１．３３ｇ／１００ｇＦＡ；ｐ＝ＮＳ）；しかしながら、ＥＰＩブタと比較すると、健康ブタにおいてＤＨＡレベルの若干の増加が見られた（健康：２．５２±０．２、ＥＰＩ：１．６８±０．２、およびＥＰＩ＋ｉＲＯ：１．７２±０．４ｇ／１００ｇＦＡ；ｐ＜０．０５）。神経組織に関しては、海馬および視覚野を検査した。表１６および図４１に示されるように、海馬においてＤＨＡおよびＡＡレベルの両方に対し統計的に有意な好ましい変化が示された。
さらに、視覚野を分析したが、ＮＤもしくはＰＮＤが栄養補給されたＥＰＩブタまたは健康ブタの間に差は見られなかった（ＡＡ：健康：８．６４±０．２、ＥＰＩ：８．７４±０．４、およびＥＰＩ＋ｉＲＯ：８．４５±０．２４ｇ／１００ｇＦＡ、ｐ＝ＮＳ；ＤＨＡ：健康：１３．１９±０．４、ＥＰＩ：１２．７６±１０．５２、およびＥＰＩ＋ｉＲＯ：１２．３２±０．８ｇ／１００ｇＦＡ；ＥＰＩ群とＥＰＩ＋ｉＲＯ群との間の差に関してｐ＝ＮＳ）。この結果は、そこまではC. Tyburczyら、８５巻：３３５〜３４３頁（２０１１年）と一致しており、彼らは、生後２８日の間異なる量のＴＧ−ＤＨＡおよびＴＧ−ＡＡで強化された代用乳が与えられた新生ブタにおける、末梢および中枢組織内のオメガ３およびオメガ６の変化に注目した。規定食ＤＨＡに対する中枢神経組織の異なる部分の感受性は、以前に、非ヒト霊長類の満期および早産新生児に関する多くの研究において示されている。脳は、行われたＤＨＡ栄養補給のレベルおよび期間に関連する増加した領域特異的ＤＨＡ沈着を一貫して示している。我々の研究では、ブタに、ＴＧ−ＤＨＡおよびＴＧ−ＡＡで２：１（ＡＡ／ＤＨＡ）の比で強化された調合物を６週間栄養補給し、これはＡＡの沈着に有利であったが、これは、試験された末梢または中枢組織の大半において、ＤＨＡの組成がＡＡレベルと比較してより低い程度まで増加した理由を説明し得る。さらに、オメガ６およびオメガ３ ＰＵＦＡの代謝に全く同じ酵素が関与することが周知であり、したがって血漿および組織における異なる累積速度が推定され得る。
１３．２．４ ビタミンＡおよびビタミンＥの吸収の向上
脂溶性ビタミンＡおよびＥにおける吸収の改善もまた、試験において実証された（ビタミンＥ：ＥＰＩ ０．８±０．４対ＥＰＩ＋ｉＲＯ：１．５±０．９、ｐ＜０．５；ビタミンＡ：ＥＰＩ：０．１８±０．０６対ＥＰＩ＋ｉＲＯ：０．２６±０．１７、ｐ＝ＮＳ）。ほとんどのＮＤには、吸収の前に膵臓カルボキシエステル加水分解酵素により消化される必要がある、ビタミンＡおよびビタミンＥアセチルエステル安定形態が追加された。膵機能障害を有する早産児、新生児、子供、および成人は、これらの脂溶性ビタミンが欠乏していることは公知である。したがって、この試験におけるビタミンＡおよびビタミンＥの吸収の向上は、ｉＲＯがそれぞれのアセチルエステル形態を開裂し、それらの吸収を向上させることができることを示唆している（ビタミンＥ：ＥＰＩ ０．８±０．４対ＥＰＩ＋ｉＲＯ：１．５±０．９、ｐ＜０．５；ビタミンＡ：ＥＰＩ：０．１８±０．０．０６対ＥＰＩ＋ｉＲＯ：０．２６±０．１７、ｐ＝ＮＳ）。
１３．３ 要約
要約すると、ビーズに付着したｉＲＯ、すなわちＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼで事前に加水分解された乳児用調合物の摂取は、安全であり、脂肪吸収の改善をもたらし、便中の全脂肪およびＬＣ−ＰＵＦＡ脂肪の低減、脂肪便の低減、血中脂質プロファイルの正常化、ならびに心臓、肝臓、脂肪、および海馬の細胞膜におけるＬＣ−ＰＵＦＡの組成の増加をもたらした。同時に、この非臨床試験からのデータは、事前に加水分解された栄養飲料の摂取が、単にカロリー摂取を増加させるだけでなく、ＤＨＡおよびＡＡ等の「必須」遊離脂肪酸の摂取を増加させるための、膵液分泌量不全を有する人々に対する効果的な処置となり得ることを示唆している。
（実施例１４）
Ｇチューブを介して栄養補給されたＥＰＩブタに対する、例示的デバイス２００の１２日間有効性試験
この１２日間試験は、夜間経腸（Ｇチューブ）栄養補給中の例示的デバイス２００の使用を試験した。この実験において使用された例示的デバイス２００は、実施例３において使用されたものと実質的に同様であった。この試験は、夜間Ｇチューブ栄養補給中のデバイス２００の安全性、および、事前に加水分解された脂肪が完全栄養調合物Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）（Ｎｅｓｔｌｅ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ、ＥＵ）からの全脂肪および長鎖多価不飽和脂肪酸（オメガ３）の吸収を向上させるかどうかを評価した。経腸栄養補給におけるデバイス２００の有効性および安全性は、実施例１３において説明されたように、ＥＰＩ疾患のブタモデルにおいて試験した。
この１２日間試験は、夜間の追加的Ｇチューブ栄養補給のためのデバイス２００の効果を模倣するために使用された。この実験では、実施例１３において説明されたような膵管結紮手術を１４匹のブタに対して行って膵外分泌機能不全（inefficiency）を発生させた。手術された１４匹のブタのうち１１匹のブタのみが完全な膵機能不全を発症し、この試験に使用された。
膵管結紮手術の前、手術後、および試験前期間の間、ブタに、１７．５％の粗タンパク質、３．９％の粗繊維、および３．５％の粗脂肪、５．２％の５０００ＩＥ／ｋｇのビタミンＡ、５００ＩＥ／ｋｇのビタミンＤ、および８５ｍｇ／ｋｇのビタミンＥを含有する標準的なブタ用規定食を経口的に栄養補給した。７ＡＭおよび３ＰＭの１日２回（食事当たり２．０％体重）栄養補給を行った。
１２日間試験の間、対照群内の５匹のＥＰＩブタに、Ｇチューブを介して非加水分解Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）を栄養補給し、試験群内の６匹のＥＰＩブタに、Ｇチューブを介してデバイス２００を使用して事前に加水分解されたＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）を栄養補給した。ブタには、日中、平均的なヒト用高脂肪食（約１４００ｋｃａｌ／日／ブタ）と同様の標準固形食を栄養補給した。ＥＰＩ患者におけるデバイス２００の一般的な用途となるであろう夜間の経腸栄養補給を模倣するために、夜にＧチューブを介して２ｍＬ／分の流量で４時間にわたりＥＰＩブタにさらに７５０カロリーを追加した（５００ｍＬ；１．８ｇ Ω−３、Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）、Ｎｅｓｔｌｅ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ、ＥＵ）。試験で使用されるデバイス２００には、粒子３００に付着した１ｇのリパーゼ７１０を手作業で満たした。Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）は、事前に加水分解されたタンパク質を提供する消化態経腸調合物である。Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）は事前に加水分解されたタンパク質を含有し、デバイス２００の使用は脂肪を効率的に加水分解するため、タンパク質消化のためのＰＥＲＴカプセルの使用は行われなかった。酸化して速やかに腐敗する遊離脂肪酸およびモノグリセリドとは対照的に、事前に加水分解されたタンパク質は、事前にパックされた経腸調合物中で安定である。
１４．１ 試験デザインおよび手順
この１２日間試験期間の間、図４２に示されるように、ＥＰＩブタを、体重および健康状態に基づいて対照群（「ＰｅｐＡＦ」）および試験群（「ＰｅｐＡＦ＋デバイス」）の２つの群に無作為化した。
１）対照群：５匹のＥＰＩブタを加え、日中７ＡＭおよび３ＰＭに２回、固形食を栄養補給した。７ＰＭから１１ＰＭの夜間、４時間の期間中にＧチューブ栄養補給を用いて５００ｍＬの非加水分解Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）を提供した。
２）試験群：６匹のＥＰＩブタを加え、日中７ＡＭおよび３ＰＭに２回、固形食を栄養補給した。７ＰＭから１１ＰＭの夜間、４時間の期間の経腸栄養補給中に、デバイス２００を用いて事前に加水分解された５００ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）を提供した。
実験は１２日間続け、試験の間毎晩Ｇチューブ栄養補給を行った。試験の最後の３日には、３回の２４時間便および尿試料を採取した。試験の最終日、殺処分の直前に、タンパク質および脂肪プロファイル、ならびにＬＣ−ＰＵＦＡ吸収のマーカーとしての血液中のＤＨＡおよびＥＰＡレベルの測定値をとるために、空腹時の朝の血液試料を採取した。
食物および便試料中の脂肪およびタンパク質含量の測定
１２日間試験の最後の３日間便試料を採取し（３×２４時間）、重量を記録した。各試料からの少量を、タンパク質吸収係数（％ＣＰＡ）および全ＬＣ−ＰＵＦＡに関して測定した。
タンパク質便測定は、窒素糞便損失に基づいて推定した。窒素レベルは、標準的Ｋｊｅｄｈａｌ法を使用して、食物試料および採取した糞便試料中で測定した。タンパク質吸収係数（ＣＰＡ％）は、以下のように計算した。
血漿脂質プロファイルは、脂肪血指数（ＬＩ）に基づいて推定した。脂肪血指数は、以下により計算した。
脂肪血指数＝（ＯＤ６６０ｎｍ−ＯＤ７００ｎｍ）×１００％
各血漿試料は２回測定した。
１４．２ 結果
全てのブタは、正常な挙動を示し、デバイス２００を介したＧチューブ栄養補給に関連する有害事象は記録されなかった。表１７に示されるように、食物摂取は正常であり、ＥＰＩ対照群（「ＰｅｐＡＦ」）と、事前に加水分解された調合物が栄養補給された試験群（「ＰｅｐＡＦ＋デバイス」）との間で同様であった。脂肪便は、膵機能不全（脂肪の低い加水分解に起因する脂質吸収不良）を有する人々に見られる一般的な症状であり、７２時間便重量により示されるように、対照群と比較して試験群において低減された。
ＣＦＡ％と、ＥＰＡ（ｒｓ＝０．８１；ｐ＝０．００３）、ＤＨＡ（ｒｓ＝０．６７２；ｐ＝０．０２７）およびＰＵＦＡ（ｒｓ＝０．７３６；ｐ＝０．０１３）の血漿レベルとの間には正の相関が見られた。
この試験に重要であると考えられる安全性パラメータの１つは、成長であった。これは、デバイス２００を使用した夜間Ｇチューブ経腸栄養補給を使用した１２日間試験にすぎないことが留意されるべきである。デバイス２００を使用したこの短い期間であっても、ＰｅｐＡＦ＋デバイス群において成長の改善が観察された（試験群での６．７％の増加対対照群での５．３％の増加、ｐ＝ＮＳ）。体重変化を、表１８に示す。
試験の終了時に、血中脂肪プロファイルおよびオメガ３脂肪酸のレベルの推定のために、血液試料を採取した。表１９に示されるように、血漿ＴＧレベルは正常であり、群間で同じであったが、コレステロールおよびＨＤＬは、事前に加水分解されたＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）が栄養補給されたブタにおいて増加し、これは、改善された脂肪吸収、およびコレステロールレベルの正常化への傾向を示唆している（健康ブタにおける正常コレステロール範囲は、３〜４ｍｍｏｌ／Ｌである）。ｐ値は、全コレステロールおよびＨＤＬレベルにおける対照とＰｅｐＡＦ＋デバイス群との間の差に関して、＊ｐ＜０．０５である。ＴＧは、正常範囲内であった。
安全性試験の一部として、デバイス２００による事前に加水分解されたＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の１２日間の連続栄養補給後の小腸の形態学的構造（粘膜厚さおよび上皮性構造）を観察し、非加水分解Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）が栄養補給されたブタの構造と比較した。対照として、同じ固形高脂肪食が栄養補給された健康ブタの群およびＥＰＩブタの群（固形食のみが栄養補給されたＥＰＩブタ、補助的経腸Ｇチューブ栄養補給なし）を含めた。
小腸は、胃腸において最も弱い部位の１つ、および食物からの栄養素のほとんどが血液循環中に吸収される部分として選択された。この試験において、小腸の中央部分を分析した。
図４３に示されるように、小腸からの試料の組織病理学検査および形態計測分析の結果もまた、以下によって実証されるように、デバイス２００による事前に加水分解された調合物の摂取が安全であることを実証している。
１）事前に加水分解された、または非加水分解Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の使用に関わらず、小腸の中央部分における病変がないこと。
２）非加水分解調合物が栄養補給された対照群と比較して、わずか１２日間の事前加水分解Ｇチューブ栄養補給後のＰｅｐＡＦ＋デバイス群における粘膜厚さの若干の増加傾向。
全体的な粘膜厚さは、固形食が栄養補給された健康ブタと比較して、事前に加水分解された、または非加水分解Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）の栄養補給に関わらず、ブタにおけるＥＰＩ疾患に起因して両方のＥＰＩ群において低減された。興味深いことに、固形高脂肪食のみが栄養補給されたＥＰＩブタと比較して、両方のＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）Ｇチューブ栄養補給群において粘膜厚さが改善されたが、これは小腸の再構成能力を示している。
わずか１２日間の夜間Ｇチューブ栄養補給後、ＤＨＡレベルが４４２．８±１５４．１ｎｇ／ｍＬであり、ＥＰＡレベルが１９０．８±２３．１ｎｇ／ｍＬであった非加水分解調合物が栄養補給された対照群（ＰｅｐＡＦ）と比較して、事前に加水分解された調合物が栄養補給されたＥＰＩブタ（ＰｅｐＡＦ＋デバイス）における基礎脂肪酸ＤＨＡおよびＥＰＡ空腹時血中レベルは、ＤＨＡでは７２７．６±１６４．９ｎｇ／ｍＬに増加し（ｐ＝０．００８）、ＥＰＡでは５１２．６±８１．６ｎｇ／ｍＬに増加した（ｐ＜０．００１）。図４４および表２０は、ベースラインから１２日目までの経時的な平均変化を示す。
表２０における結果は、群の平均±ＳＤとして示されている。ＤＨＡおよびＥＰＡは、ｎｇ／ｍｌとして測定された。ｐ値は、ＤＨＡではＰｅｐ ＡＦ＋デバイス対ＰｅｐＡＦの間の差に関して＊ｐ＝０．００８であり；ＥＰＡではＰｅｐ ＡＦ＋デバイス対ＰｅｐＡＦの間の差に関して＊＊ｐ＝０．００１である。
健康対照群は、ＤＨＡでは７５３．３±１０２．２ｎｇ／ｍＬ、およびＥＰＡでは１３８．１±１０．０ｎｇ／ｍＬの平均ベースラインレベルを有していた。これは、最も複雑な脂肪（より長い炭素鎖および二重結合）、例えばＤＨＡおよびＥＰＡトリグリセリドを含む脂肪を加水分解し、遊離脂肪酸およびモノグリセリドの容易に吸収され得る形態でそれらを提供するデバイス２００の効率を示している。Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）は、ラベル表示に基づいて、主としてＥＰＡおよびＤＨＡトリグリセリドの形態の合計１．８ｇのオメガ３脂肪を有する。ＤＨＡおよびＥＰＡレベルは、嚢胞性線維症を有する人々および発育が未熟な乳児において不足しているため、デバイス２００を使用したわずか１２日間の夜間Ｇチューブ栄養補給における生理学的に関連するＬＣ−ＰＵＦＡ脂肪のこの改善は、潜在的に有益な臨床上の意義を有する重要な所見である。
さらに、非加水分解調合物が栄養補給された対照群と比較して、事前に加水分解された調合物が栄養補給された試験群に対して、１２日間の栄養補給の終了時に、血漿中の全脂肪酸変化を評価した。表２１において示されるように、デバイス２００の使用による特定の長鎖多価不飽和脂肪酸の取込みの増加は、オメガ６対オメガ３比の統計的に有意な低減をもたらした。健康対照群は、８．７±０．８のオメガ６対オメガ３平均ベースライン比を有していた。ＤＨＡおよびＥＰＡは、１００ｇの全脂肪酸に対するＤＨＡまたはＥＰＡのグラムとして測定された。ベースラインと１２日目との間の差に関して、ｐ値は＊ｐ＜０．０５である。
改善された脂肪吸収およびＬＣ−ＰＵＦＡ吸収の効果を評価するために、各ブタの肺、網膜、心臓、肝臓、小腸、および赤血球（ＲＢＣ）中の脂肪酸含量のバイオアベイラビリティ分析を行った。それぞれの組織におけるＤＨＡおよびＥＰＡ沈着の結果を、表２２および表２３に示す。
結果は、群の平均±ＳＤとして示されており、１２日目のＰｅｐＡＦ＋デバイス対ＰｅｐＡＦの間の差に関して、＊ｐ＜０．０５である。
全ての試験された組織において、非加水分解調合物が栄養補給された対照群と比較して、デバイス２００を使用して事前に加水分解された調合物が栄養補給された試験群において、ＥＰＡのレベルの有意な増加が実証された。興味深いことに、約１００日の半減期を有するＲＢＣにおいてさえも、ＥＰＡレベルの３７％の有意な増加が観察された。ＤＨＡの測定されたレベルは、心臓およびＲＢＣを除く全ての分析された組織において有意に上昇した。
膵液分泌量不全および／または脂肪吸収不良を有する患者は、血漿および組織中の脂肪酸欠乏のより高いリスクを有し、これは、様々な有害な生理学的効果、例えば膜および細胞機能の改変、ならびに脂肪の低い加水分解に起因する調合物の忍容性の低減に関連し得る。したがって、デバイス２００を使用した経腸栄養補給は、そのような欠乏の低減を助けることができ、および／または粘膜厚さを正常化することができ、これは、小腸の再構成能力、および胃腸症状の改善を示す。
Ｇチューブ栄養補給後の血中脂質プロファイルの変化を実証するために、試験の最終日に、固形食の前、固形食から４時間後、ならびに経腸Ｇチューブ栄養補給の前および後に、血液試料を採取した。ＬＩは、全血中脂肪の食後変化を測定するために使用される、単純な比濁方法である。
図４５に示されるように、ＬＩの変化として測定された全脂質吸収は、非加水分解Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）が栄養補給された対照群と比較して、事前に加水分解されたＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）が栄養補給された試験群からのブタにおいて増加した。計算ＡＵＣｔ１２〜２４ｈ値は、事前に加水分解された調合物が栄養補給された試験群において有意に増加し（１１．１±１．２９対２０．８±８．６；ｐ＜０．０５）、デバイス２００を使用した際の容易に吸収可能な脂肪の効率的な送達を示していた。
図４６に示されるように、この試験における驚くべき結果は、デバイス２００を使用して事前に加水分解された調合物が栄養補給された試験群のブタ（ＰｅｐＡＦ＋デバイス）によるタンパク質吸収が、糞便窒素レベルの変化により測定されるように、およびタンパク質吸収係数として表されるように（６１．２±０．９％対６６．９±２．８％、ｐ＝０．００１）、非加水分解調合物が栄養補給された対照群と比較して９％改善したことであった。Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）は、事前に加水分解されたタンパク質をすでに含有し、タンパク質吸収の差は予測されなかったため、これは驚くべきことである。デバイス２００からの事前に加水分解された脂肪は、胃腸管においてより低い非加水分解脂肪をもたらすことができ、これにより炎症が低減され得、粘膜厚さが増加され得、小腸の再構成能力が改善され得、ひいてはタンパク質および他の栄養素の吸収の向上が支援され得ると仮定される。
表２４に示されるように、この試験における別の驚くべき結果は、デバイス２００の使用が、試験群において脂溶性ビタミン（ビタミンＤ、Ｅ；ｐ＜０．０５）のより効率的な取込みを促進すると思われることであった。脂溶性ビタミン（Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｋ）は、膵液分泌量不全または脂肪吸収不良を有する人々において低減されることが示されている。
これらの予想外の結果は、デバイス２００を使用して事前に加水分解された調合物が栄養補給された試験群が、調合物中の他の栄養素、例えばタンパク質およびビタミンのより良好な吸収を有し得ることを示しており、これは最終的に、調合物中の栄養素を必要とする対象に有益となり得る。
（実施例１５）
例示的デバイス２００を使用した、およびいかなるデバイス２００も使用しない単回Ｇチューブ栄養補給後のＥＰＩブタにおける全脂肪および遊離脂肪酸の２４時間薬力学的プロファイルの比較
この試験は、標準的Ｇチューブ栄養補給と比較した、例示的デバイス２００を使用した単回Ｇチューブ栄養補給後の５００ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）（７５０ｋｃａｌ、３２ｇのＴＧ−脂肪からの約３０％のカロリー、Ｎｅｓｔｌｅ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ、ＥＵ）からの脂肪吸収を評価するために行われた原理試験の薬力学的証明である。この実験において使用された例示的デバイス２００は、実施例３において使用されたものと実質的に同様であった。例示的デバイス２００を使用して事前に加水分解されたＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）（２ｍＬ／分の流量、試験群、ｎ＝６）および非加水分解Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）（対照群、ｎ＝５）を、約５時間の期間にわたり「ナイーブ」絶食ＥＰＩブタに投与した。ＥＰＩブタは、実施例１３に記載のように準備した。２４時間処置期間前の２日間のウォッシュアウトの後、ＥＰＩブタをベースラインレベルに戻してから反対の群に入れ替え、したがって各ブタはそれ自身の対照として機能した。２日間のウォッシュアウト後、同じ歳および種の３匹のブタの健康対照群を加えた。この２４時間の試験期間中、ブタに提供された唯一の食物がＧチューブを介するものであった。
ＥＰＩブタを、体重および健康状態に基づいて対照群（「ＰｅｐＡＦ」）および試験群（「ＰｅｐＡＦ＋デバイス」）に無作為化した。約５時間の期間中、対照群にはＧチューブを介して５００ｍＬの非加水分解Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）を栄養補給し、試験群にはＧチューブを介してデバイス２００を使用して事前に加水分解された５００ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ調合物を栄養補給し、ブタの健康対照群にはＧチューブを介して非加水分解Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）を栄養補給した。Ｇチューブ栄養補給は、約１０：００ＡＭに開始し、血液試料をＧチューブ栄養補給の開始前（ベース採取）、ならびに１時間、３時間、５時間、７時間、１０時間、１２時間、１６時間、２０時間、および２４時間の時点で採取した。
脂肪血指数（ＬＩ）での全脂肪含量の推定のために、各ブタの１０個の血液試料を２４時間の試験期間にわたり採取した。また、ＤＨＡおよびＥＰＡ遊離脂肪酸の濃度の変化を測定した。
図４７に示されるように、脂肪血指数（ＬＩ）により測定されるような脂肪吸収は、５時間の栄養補給時間中、およびその直後の非加水分解Ｐｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）が栄養補給されたＰｅｐＡＦ群と比較して、ＰｅｐＡＦ＋デバイス群において有意に改善された。計算ＡＵＣ０〜１０ｈ値は、ＰｅｐＡＦ群と比較してＰｅｐＡＦ＋デバイス群において有意に増加した（１１．５±１．９９対９．１±１．６３；ｐ＝０．０２３）が、これは、経腸Ｇチューブ栄養補給回路におけるデバイス２００の使用により、脂肪吸収が改善されたことを示している。
ＥＰＡおよびＤＨＡはＬＣ−ＰＵＦＡ吸収の最も重要なバイオマーカーの１つとなるため、事前に加水分解されたＰｅｐｔａｍｅｎＡＦ（登録商標）のＧチューブ栄養補給後のこれらの遊離脂肪酸の血漿濃度もまた測定した。図４８Ａおよび図４８Ｂに示されるように、デバイス２００の使用により、ＥＰＡおよびＤＨＡ脂肪酸の吸収の有意な改善が実証された。デバイス２００は、対照群と比較して、試験群においてＥＰＡおよびＤＨＡ（最も複雑および最長のトリグリセリド鎖）を効率的に加水分解した。重要なことに、薬力学的２４時間プロファイルは、健康ブタと、デバイス２００を使用してＧチューブを介して事前に加水分解された調合物が栄養補給されたＥＰＩブタとの間で重複したが、これは、デバイス２００を使用して事前に加水分解されたＰｅｐｔａｍｅｎＡＦ（登録商標）の吸収が、健康ブタのそれと比較してほぼ正常化されたことを示している。
表２５に示されるように、デバイス２００を使用して加水分解された調合物は、非加水分解調合物が栄養補給された対照群と比較して、試験群における２４時間にわたる血漿レベルにおける、全脂肪吸収の統計的に有意な増加、ならびにオメガ３脂肪酸（ＤＨＡおよびＥＰＡ）の取込みの改善に関連した（ｐ＜０．０５）。
表２５において、ＤＨＡおよびＥＰＡは、１００ｇの全脂肪酸に対するＤＨＡまたはＥＰＡのグラムとして測定されている。結果は、群の平均±ＳＤとして示されている。ｐ値は以下の通りである。ＤＨＡでは、２４時間にわたるＰｅｐＡＦ＋デバイス対ＰｅｐＡＦの間の差に関して＊ｐ＝０．０００５；ＥＰＡでは、２４時間にわたるＰｅｐＡＦ＋デバイス対ＰｅｐＡＦの間の差に関して＊＊ｐ＜０．０００１。
表２６において示されるように、デバイス２００の使用による特定の長鎖多価不飽和脂肪酸の取込みの増加は、オメガ６対オメガ３比の統計的に有意な低減をもたらした。以前の研究では、バランスのとれたオメガ６脂肪酸対オメガ３脂肪酸比が、正常な発達、免疫機能、および全体的健康を維持する上で有益であることが示されている。
表２６において、ＤＨＡおよびＥＰＡは、１００ｇの全脂肪酸に対するＤＨＡまたはＥＰＡのグラムとして測定されている。結果は、群の平均±ＳＤとして示されている。ｐ値は、ＰｅｐＡＦ＋デバイス対ＰｅｐＡＦのベースラインおよび２４時間の間の差に関して、＊ｐ＜０．０００１である。
デバイス２００を使用して事前に加水分解された調合物の単回送達は、安全であり、十分忍容性があり、嘔吐または下痢は記録されなかった。デバイス２００を使用して事前に加水分解された５００ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ ＡＦ（登録商標）のＧチューブ栄養補給は、有意に改善された全脂肪吸収、ならびに生理学的に関連したＬＣ−ＰＵＦＡ、例えばＥＰＡおよびＤＨＡの正常化された薬力学的プロファイルをもたらした。
（実施例１６）
デバイス２００を使用した脂肪吸収を評価するためのＣＦ患者のヒト試験
経腸栄養法を受けている嚢胞性線維症（ＣＦ）および膵液分泌量不全を有するヒト患者の前向き対照無作為化二重盲検交差試験を行って、脂肪吸収、胃腸症状、およびデバイス２００を使用した栄養調合物の忍容性を評価した。この試験の間使用されたデバイス２００は、以下のデバイス実施例１において説明されている。膵液分泌量不全を有する患者と同様に、ＣＦを有する患者は、以前に、ＤＨＡおよびＥＰＡを含むＬＣＰＵＦＡが不足していることが示されている。ＣＦを有する人々は、異常な脂肪酸代謝を有する傾向があり、ＡＡの増加した放出および高い代謝回転、ならびに血漿、赤血球、血小板、および組織中のＤＨＡ、ＥＰＡおよびＬＡのレベルの低下を伴う。
血漿測定は、一般に、栄養調合物の経腸栄養補給を含む、脂肪酸吸収の正確な評価を可能にする。ＤＨＡおよびＥＰＡの血漿レベルの測定は、体によるＤＨＡおよびＥＰＡ吸収の正確な評価を提供すると考えられる。体内で合成されるＤＨＡおよびＥＰＡの量はごくわずか（＜１％）であるため、ＤＨＡの血漿レベルは、食事摂取により主に影響される。さらに、２０炭素鎖から２２炭素鎖の多価不飽和脂肪としてのＤＨＡおよびＥＰＡは、他の脂肪酸、例えば単純な中鎖脂肪酸および飽和脂肪に比べて吸収されにくい。したがって、経腸栄養補給後のＤＨＡおよびＥＰＡの血漿レベルの変化は、脂肪吸収の高感度の指標となり得、一般に食事からの脂肪吸収の代理バイオマーカーの代表として機能し得る。一定量のある特定の脂肪酸、例えばＤＨＡおよびＥＰＡを含有する栄養調合物の使用もまた、経腸栄養補給後の脂肪吸収の正確な測定を可能にする。したがって、ＤＨＡおよびＥＰＡの血漿レベルが、この試験における脂肪のバイオマーカーとして選択された。以前の試験は、トリグリセリドの摂取後の脂肪酸の血漿取込みに注目していたが、本試験は、デバイス２００を使用して生成された事前に加水分解されたトリグリセリドの摂取後の脂肪酸（すなわち、遊離脂肪酸およびモノグリセリド）の血漿取込みに注目した。
試験の一部として、５歳から３４歳の範囲の年齢の３３人のＣＦ患者を採用した。試験は、７日間のベースラインおよび慣らし期間（期間Ａ）、１１日間の二重盲検交差期間（期間Ｂ）、および９日間の非盲検安全性期間（期間Ｃ）で構成された。各患者は、期間Ｂの間、交差様式で２つの試験処置（デバイス２００またはプラセボ）を受けた。
期間Ａ（−７日目から−１日目）の間、患者に対してベースライン評価が行われ、経腸栄養摂取が標準化され、患者は、経腸栄養投与に関連した胃腸症状を評価するために開発されたツールである７日間胃腸症状日誌を維持した。試験開始時、患者は、経腸栄養における使用および実践を評価するために、またある特定の日常生活動作（ＡＤＬ）に対する経腸栄養の影響を評価するために開発された試験特定のツールである、影響に関する質問票に記入した。この期間中、患者は、日中の膵酵素補充（ＰＥＲＴ）の使用、または夜間の経腸栄養補給を含む標準的治療を再開した。
期間Ｂの１日目（１日目から１１日目）、患者を、有効なデバイス２００またはプラセボ経腸デバイスでのＩｍｐａｃｔ（登録商標）Ｐｅｐｔｉｄｅ １．５（Ｎｅｓｔｌｅ Ｈｅａｌｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ ７５０ｋｃａｌ、５００ｍＬ当たり３２（ｇ）の脂肪および２．４５（ｇ）のＤＨＡ／ＥＰＡ）を使用したチューブ栄養補給セッションに、１：１の比で無作為化した。栄養補給セッションは、４時間継続した。患者は、９日目に、第２の交差処置のために戻された。１日目にデバイス２００によるチューブ栄養補給を受けた患者は、９日目にはプラセボデバイスによるチューブ栄養補給を受け、またその逆も行った。このようにして、各患者は、自身の対照として機能した。栄養補給セッションは、同じく４時間継続した。１日目および９日目は、７日間のウォッシュアウト期間で隔てられた。投与を行う１日目および９日目に、血液試料を採取して、０時間、１時間、３時間、７時間、９時間、１２時間、および２４時間での血漿脂肪酸レベルを評価した。超高速液体クロマトグラフィー（ＵＨＰＬＣ）を使用して、ＤＨＡおよびＥＰＡの濃度に関して血漿試料を分析した。
期間Ｃ（１２日目から２０日目）の間、全ての患者に、１２日目から１８日目に標準化された夜間経腸栄養調合物（Ｉｍｐａｃｔ Ｐｅｐｔｉｄｅ １．５）と共にデバイス２００を使用するよう指示した。期間Ａと同様に、患者は、連続７日間胃腸症状日誌を維持し、標準的治療に従った。最終日に、影響に関する質問票の実施を繰り返した。
試験結果は、デバイス２００の使用が、ＰＥＲＴのみの使用と比較して、栄養調合物の経腸栄養補給に対する忍容性を改善し、胃腸症状を低減したことを示していた。デバイス２００の最大１，０００ｍＬの調合物との使用は、胃腸症状を低下させ、期間Ｃの間（デバイス２００の使用）、期間Ａと比較して、胃腸症状の発生率および重症度の両方が減少した。期間Ｃの最後に、より多くの患者が、消化器症状がないことを報告し、また、チューブ栄養補給が食欲または食事もしくは間食をとる能力を減少させなかったことを報告した。ＰＥＲＴのみを使用した場合と比較して、デバイス２００を使用した場合、朝食を抜いた患者はより少なかった（３３％対４８．５％）。これは、胃腸症状の低減（悪心、膨満感、満腹感の低減）に起因し得、これによって患者は空腹感を覚えた、または再び食べることができるようになった。結果として、デバイス２００の使用は、患者の体が吸収し得る脂肪の量を増加させるだけでなく、患者がより少ない胃腸症状を有することからより多く食べることができるようにすることによって、カロリー摂取を増加させ得る。期間Ａ対期間Ｃにおいて個々の症状を報告する患者の数を、以下の表２７に示す。１名の患者は、期間Ａにおいて７日間胃腸症状日誌に記入しなかった。
ＤＨＡおよびＥＰＡの両方の血漿レベルは、デバイス２００を使用した５００ｍＬの栄養調合物の単回経腸チューブ栄養補給の実施中および実施後に有意に増加した。血漿中のＤＨＡおよびＥＰＡの最大濃度は、７時間の時点で生じ、図４９Ａに示されるように、ベースラインのほぼ３００％上であった。ＤＨＡおよびＥＰＡのバイオアベイラビリティの測定は、ＤＨＡおよびＥＰＡの２４時間の間隔期間（Ｔ０から２４時間）の曲線下面積（ＡＵＣ２４）、濃度ピーク（Ｃｍａｘ）および最大濃度到達時間（Ｔｍａｘ）を評価することにより決定された（絶対およびベースライン調整後）。図４９Ｂに示されるように、血漿中の全ＤＨＡおよびＥＰＡ濃度の絶対的増加が見られた。実際に、この試験中にデバイス２００を使用して達成された血漿濃度の増加は、ＤＨＡおよびＥＰＡの濃度を、ＡＵＣ２４に関して正常集団において一般的に見られる血漿レベルの範囲内にした（ｐ＜０．０００１）。
デバイス２００の使用は、ＬＡ（ｐ＜０．０５）と同様に、ＤＨＡおよびＥＰＡ（ｐ＜０．０１）の両方の吸収における統計的に有意な改善を示した。ＡＵＣ２４により測定されるように、全ＥＰＡおよびＤＨＡ吸収の２．４倍の改善が観察され、Ｃｍａｘにより測定されるように、全ＥＰＡおよびＤＨＡ吸収の２．２倍の改善が見られた。ＥＰＡおよびＤＨＡ吸収におけるこの改善は、ＣＦ患者の脂肪酸プロファイルを、正常集団の脂肪酸プロファイルとより一致させた。
デバイス２００の使用は、小児部分集団におけるＬＣＰＵＦＡ吸収を有意に増加させた（ｐ＜０．０５）。ＤＨＡおよびＥＰＡの血漿濃度のＡＵＣは、プラセボと比較して、デバイス２００の使用によって有意により高かった。同様に、ＤＨＡおよびＥＰＡの２４時間での最大血漿濃度（Ｃｍａｘ）は、プラセボと比較して、デバイス２００の使用によって有意により高かった。全ての年齢群において同様の結果が観察され、結果は、以下の表２８に示されるように、子供（５〜１２歳）および青年期（１３〜２１歳）の試験部分集団において統計的に有意であった。ＡＵＣにおいて年齢群の間に見られる絶対的変化は、体重ｋｇ当たりのＤＨＡおよびＥＰＡの用量を反映し得る。
食物摂取の大部分を栄養調合物に頼っている患者は、不規則な脂肪酸プロファイルを有することが多い。その脂肪プロファイルは、いくつかの脂肪、例えば飽和脂肪およびパルミチン酸の過剰吸収を示す傾向があり、また他の脂肪、例えばＬＣＰＵＦＡ、特にＤＨＡ、ＡＡ、およびＥＰＡの吸収不足を示す傾向がある。ＤＨＡ、ＡＡ、およびＥＰＡ等のＬＣＰＵＦＡを含むより複雑な脂肪酸は、体によって消化されてその後吸収されるのがより困難である。この試験からの結果は、脂肪がより複雑（より長い鎖長およびより多数の二重結合）となるにつれて、体による吸収の増加の程度が、血漿レベルの増加により示されるように、デバイス２００の使用により増加することを示している。より複雑でない脂肪は、デバイス２００の使用により吸収のわずかな増加を示した。これは、デバイス２００が、より複雑な脂肪を効果的に加水分解し（これは、脂肪吸収不良を有する人々、特に未熟膵臓または膵臓不全を有する者において欠乏している）、より複雑なＬＣＰＵＦＡの吸収の増加を可能にすることを示している。脂肪の複雑性と、脂肪吸収の増加の程度との間の直接的な関係が、この試験におけるＣＦ患者の脂肪酸プロファイルの変化を補助し、正常集団の脂肪酸プロファイルにより類似するプロファイルにした可能性がある。
ＣＦを有する人々はＬＣＰＵＦＡの欠乏を示すため、またＬＣＰＵＦＡの血漿取込みが遅いため、ある特定の脂肪に関しては、ベースラインからの初期の生理学的低減が見られる。デバイス２００は、容易に吸収可能な脂肪酸を提供し、それによりデバイス２００が使用されなかった場合に見られるベースライン低減を低減する能力を示した。
デバイス２００の使用は、ＣＦおよび脂肪吸収不足等の未熟膵臓および／または膵外分泌機能不全を有する人々において欠乏していることが公知である、生理学的に関連した重要なＬＣＰＵＦＡ（ＤＨＡ、ＥＰＡ）のバイオアベイラビリティにおいて、臨床的に重要な増加をもたらした。ＣＦを有する人々は、ＤＨＡおよびＥＰＡ取込みの不全だけでなく、代謝欠陥も有することが公知であるため、この試験における応答の程度は、ＣＦを有する人々において予測される程度を超えるものであった。しかしながら、試験は、ポイントオブケアでＬＣＰＵＦＡを事前に加水分解するためのデバイス２００の使用が、血漿含量および胃腸症状の低減の増加により示されるように、ＣＦ患者が全脂肪を、特にＬＣＰＵＦＡをより容易に吸収することを可能にし、試験患者の脂肪酸プロファイルを、正常集団のプロファイルとより一致させることを示している。血漿中へのＬＣＰＵＦＡ取込みを増加させる能力は、ＣＦ患者における炎症レベルにおいて役割を担い得る。ＡＡとＤＨＡとの比は、適切な炎症反応の維持に直接関与し、したがって、炎症性産生物が増加した粘液放出ならびに好中球の流入および活性化の原因となり、さらなる炎症をもたらすため、デバイス２００がＡＡとＤＨＡとの比を改善することができる場合、デバイス２００の使用はまたＣＦ症状を減少させることができる。ＡＡの炎症性エイコサノイド代謝物（プロスタグランジン、ロイコトリエン、リポキシン）は、疾患の重症度に相関する。
デバイス２００を使用して容易に吸収可能なＤＨＡおよびＥＰＡを提供することによって、より効果的な栄養管理を容易化するための用量応答予測の概要をより効果的に得ることが可能となり得る。
（実施例１７）
早産ブタモデルにおいて乳児用調合物の投与に使用されたデバイス２００の評価
この試験は、Ｓｉｍｉｌａｃ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｃａｒｅ ２４乳児用栄養調合物の経腸ｇチューブ栄養補給中のデバイス２００の使用を試験した。この試験の間使用されたデバイス２００は、以下のデバイス実施例１において説明されている。
この試験は、約３０週間の在胎期間で出生したヒト新生児に近い動物モデルである早産仔ブタの経腸栄養補給におけるデバイス２００の安全性、忍容性および有効性を評価した。この試験は、早産新生児における経腸栄養補給を模倣することを意図していた。実験は、満期の７〜８日前（１０７／１０８日目；満期は１１５日）に２匹の雌ブタから帝王切開により出生した１５匹の早産仔ブタ（雄８匹および雌７匹）において行った。試験は、並行９日間有効性試験としてデザインされ、１５匹の仔ブタは、体重および健康状態に基づいて、以下の２つの群に無作為化した。
ａ．群１：非加水分解Ｓｉｍｉｌａｃ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｃａｒｅ ２４ ｗｉｔｈ Ｉｒｏｎ（５９ｍＬ、２４Ｋｃａｌ、０．２５％ＤＨＡおよび０．４０％ＡＡ、Ａｂｂｏｔｔ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ）が栄養補給された７匹の仔ブタの対照群；
ｂ．群２：脂肪を事前に加水分解するためにデバイス２００に通過させた後のＳｉｍｉｌａｃ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｃａｒｅ ２４ ｗｉｔｈ Ｉｒｏｎが栄養補給された８匹の仔ブタの処置群。
処置群において、栄養調合物は、１ｍＬ／分の流量でデバイス２００を通して送達された。
Ｓｉｍｉｌａｃ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｃａｒｅ ２４ ｗｉｔｈ Ｉｒｏｎは、典型的な早産調合物の代表である。これは、低出生体重児および未熟児の成長を促進するための鉄強化栄養補給調合物である。この調合物の脂肪含量は、中鎖トリグリセリド、大豆およびココナツ油の組合せであり、全脂肪含量のうち、０．２５％がＤＨＡであり、０．４０％がＡＡである。
早産児試験の結果は、９日の期間の事前に加水分解された脂肪の経腸栄養補給のためのデバイス２００の使用が、安全で十分忍容性があったことを示している。仔ブタの処置群は、胃腸不耐性、嘔吐、下痢、または腹部膨満の徴候の非存在を含め、有害な臨床徴候を示さなかった。栄養補給体積は、成長および栄養補給忍容性に基づいて毎日調整され、試験期間中、２つの群の間で同様であった（対照群では１２７ｍＬ／ｋｇ／日、および処置群では１２９ｍＬ／ｋｇ／日の平均調合物摂取）。処置群はまた、体重の全体的増加、吸乳本能の発達、ならびに爪、毛、および筋力の成長を示した。また、遊離脂肪酸およびモノグリセリドの形態の事前に加水分解された脂肪の経腸栄養補給に起因し得る、小腸または大腸における組織病理学的所見は見られなかった。
早産児は、最適以下の成長を経験することが多く、これは、器官の発達、感染症に対する脆弱性、および呼吸器または腸管障害に影響し得る。最適以下の成長は、一般に、膵臓および腸管の未熟さ、ならびに、脂肪消化およびその後の脂肪吸収に必要な胆汁塩刺激リパーゼの不足に起因する、低い脂肪消化および低い栄養吸収の結果である。デバイス２００を使用して加水分解された栄養調合物の９日間の経腸栄養補給は、脂肪吸収を有意に改善し、これは、対照群と比較して、処置群における３．６ｇ／ｋｇ／日の改善された成長速度をもたらした（対照群１７．５±６．６対処置群２１．１±４．６ｇ／ｋｇ／日）。事実、対照群と比較して、処置群において成長速度の２１％の増加が記録された（ｐ＝０．１７９）。１日の調合物体積は、群の間で一致していたことに留意することが重要である。
ＤＨＡおよびＡＡの血漿濃度レベルに対するデバイス２００の使用の効果を実証するために、ベースライン（デバイス２００の使用前）および処置期間の終了時（処置の９日目）において、血中レベルを分析した。９日間の使用後、処置群において、血漿ＤＨＡおよびＡＡ濃度にそれぞれ１５％および２２％の有意な増加が示された。９日目を通したＤＨＡおよびＡＡのベースラインからの血漿レベルの増加は、以下の通りであった。
ｉ．ＤＨＡ：
１．対照：５１．６±７．４から５１．４±１５．８ｕｇ／ｍＬ、ｐ＝有意ではない
２．処置：４７．４±５．４から５５．７±６．７ｕｇ／ｍＬ、ｐ＝０．００５
ｉｉ．ＡＡ：
１．対照：９５．４±１６．５から１０５．３±３２．１ｕｇ／ｍＬ、ｐ＝有意ではない
２．処置：８７．５±１４．９から１１２．２±２７．４ｕｇ／ｍＬ、ｐ＝０．０４７
上に示されたように、対照群におけるベースラインのＤＨＡ血漿レベルは５１．６±７．４ｕｇ／ｍＬであり、試験の終了時に変化しなかった（５１．４±１５．８ｕｇ／ｍＬ、０．４ｕｇ／ｍＬの差）。対照的に、処置群において、ＤＨＡ血漿レベルは、ベースラインの４７．４±５．４ｕｇ／ｍＬから９日間の使用後の５５．７±６．７ｕｇ／ｍＬまで、８．３ｕｇＬ／ｍＬ増加した（ｐ＝０．００５）。
ＤＨＡの濃度の増加と同様に、ＡＡの血漿レベルは、デバイス２００の使用による９日間の試験にわたり、わずか９．９ｕｇ／ｍＬの増加（１０％の増加）が見られた対照群と比較して、処置群において２４．７ｕｇ／ｍＬ増加した（２８％の増加）。
また、対照群と比較して、処置群において重要なＬＣＰＵＦＡの糞便脂肪損失の有意な低減が見られ、これは、仔ブタにデバイス２００を使用して事前に加水分解された脂肪が栄養補給された場合の脂肪吸収の改善を示唆している。この糞便脂肪損失の低減は、試験中に観察された血漿レベルの改善に対応する。便中の重要な脂肪酸のレベル（ｇ／１００ｇの脂肪酸（全脂肪％））を、以下の表２９に示す。
さらに、中鎖脂肪酸（Ｃ８〜Ｃ１２）の糞便含量もまた、デバイス２００の使用により５４．７％低かった（対照１５．７７±７．６６対処置７．１３±４．９６ｇ／１００ｇＦＡ、ｐ＝０．００９）が、これは乳児用調合物からの全トリグリセリドの効率的な加水分解を示している。
また、対照群と比較して、処置群において小腸の腸細胞等の選択された組織中へのＬＣＰＵＦＡ取込みの改善もまた見られた。さらに、処置群において、タンパク質プロファイル、グルコース、トリグリセリドまたはコレステロールレベルに対する悪影響は観察されなかった（処置群と対照群との間に有意な差は見られず、レベルは両群においてその年齢に対する正常な範囲内であった）。
要約すると、デバイス２００の、９日間の未熟乳児用調合物を用いたｇチューブ経腸栄養補給との使用は安全であり、十分忍容性があった。事前に加水分解された脂肪の送達は、体重の改善（標的臨床範囲内）、ならびに全およびＬＣＰＵＦＡ脂肪吸収の増加をもたらし、これは血漿レベルの有意な増加および糞便脂肪含量の減少により実証された。
（例示的なデバイス２００）
（デバイス実施例１）
デバイス２００の例示的な実施形態は、以下に記述される特徴の組合せを含んでいてもよい。デバイス２００は、チャンバ２２２を画定し得る中空の円筒状内部領域を含んでいてもよい。チャンバ２２２は、凡そ１．５６ｃｍの内径、凡そ１．９４ｃｍの高さ、および凡そ３．７０ｍＬの体積を有していてもよい。デバイス本体２１０の外面は、円筒状であってもよく、または把持が容易になるように成形されていてもよい。例えば、デバイス本体２１０の外側断面は多角形であってもよく、例えば六角形であってもよい。デバイス本体２１０の長さは、凡そ４．４２ｃｍであってもよく、第１のコネクタ２４０および第２のコネクタ２７０は、それぞれデバイス本体２１０の上部および底部領域から延びてもよい。第１および第２のコネクタは、経腸デバイスと共に使用される標準のＥＮＦｉｔコネクタであってもよい。第１のコネクタ２４０は雌コネクタであってもよく、第２のコネクタ２７０は雄コネクタであってもよく、またはその逆も同様である。雌コネクタは、入口領域で、出口領域の雄コネクタの内径よりも大きい内径を有していてもよく、したがって雌コネクタはその内部に雄コネクタを収め得る。例えば第１のコネクタ２４０は、入口領域で凡そ６．３ｍｍの内径を有していてもよく、またはそうでない場合には、ＥＮＦｉｔ規格に合うようにサイズ決めされていてもよい。第２のコネクタ２７０は、出口領域で凡そ１．９ｍｍの内径を有していてもよく、またはそうでない場合には、ＥＮＦｉｔ規格に合うようにサイズ決めされていてもよい。第１および／または第２のコネクタとデバイス本体２１０とは、熱可塑性エラストマーまたは剛性プラスチックで、例えばポリカーボネートで形成されてもよい。一部の実施形態では、デバイス本体２１０は、ユーザがデバイス２００の内容物を見ることができるように、例えばチャンバ２２２内に含有された粒子３００または使用中にデバイス２００を通過する調合物を見ることができるように透明な、ポリカーボネートなどの剛性プラスチックで作製されてもよい。
入口フィルタ２５０は入口２１２に隣接して位置付けられてもよく、出口フィルタ２６０はデバイス２００の出口２３０に隣接して位置付けられてもよい。フィルタは共に、ポリエチレンで形成された、曲がりくねった経路のフィルタであってもよい。上記にて論じたように、曲がりくねった入口フィルタ２５０は、チャンバ２２２にわたってより均一に、入ってくる栄養調合物の分散を促進させてもよく、または脂肪滴の破壊および／または入ってくる栄養調合物の乳化を促進させてもよい。出口フィルタ２７０は、チャンバ２２２内に粒子３００を効果的に保有するために、曲がりくねったフィルタであってもよい。入口および出口フィルタは、製造またはサプライチェーンプロセスを単純化するために、同じ種類のフィルタであってもよい。入口フィルタの直径は凡そ１５．０ｍｍであってもよく、入口フィルタ２５０は、凡そ３．２ｍｍの厚さおよび凡そ１００μｍの孔径を有していてもよい。出口フィルタの直径は凡そ１７．１ｍｍであってもよく、入口フィルタ２６０は、凡そ３．２ｍｍの厚さおよび凡そ１００μｍの孔径を有していてもよい。一部の実施形態では、出口および入口フィルタの特定のサイズは、部分的には製造上の留意事項に依存してもよい。例えば、デバイス２００にフィルタを組み込むのに圧入が使用される場合、製造中に最初に挿入されるフィルタは、デバイス２００に２番目に挿入されるフィルタよりも、その直径が小さくてもよい。
この例示的なデバイス２００のチャンバ２２２は、平均直径が凡そ２２０μｍから凡そ３５０μｍの、正規粒度分布を持つ粒子３００を含有していてもよいが、この実施形態の代替の変形例は、平均直径が最大で約５００μｍの、例えば凡そ４６０μｍの粒子３００を含んでいてもよい。粒子３００は、微細粒子（さらに小さい粒子、例えば凡そ５０ｕｍ未満の直径を有する）を含んでいても含まなくてもよい。粒子３００は、概ね球状であってもよく、凡そ０．２５ｇ／ｍＬから凡そ０．３６ｇ／ｍＬの質量密度と、乾燥したときに＜５％の粒子水分レベルとを有していてもよい。粒子３００は、多孔質であってもよく、凡そ１０ｎｍから凡そ数百ｎｍの細孔直径を有していてもよく、これらは個々の粒子３００の表面上におよび内部に位置付けられていてもよい。粒子３００は、滑らかな表面とテクスチャ付き表面との混合物を有していてもよい。粒子３００は、凡そ５８％のジメタクリル酸エチレングリコール、４１％のメタクリル酸ブチル、および１％のメタクリル酸グリシジルで形成されてもよい。代替の実施形態では、粒子３００は、凡そ６０％のジメタクリル酸エチレングリコール、３９％のメタクリル酸ブチル、および１％のメタクリル酸グリシジルで形成されてもよい。粒子３００は、官能基、例えば凡そ１％のエポキシ基（例えば、ＧＭＡ）を含んでいてもよい。この実施形態の例示的な変形例は、凡そ０％、０．２５％、２％、または５％のエポキシドレベル（例えば、ＧＭＡ）を含有していてもよい。粒子３００は、凡そ７％から１０％のＰＥＧを含んでいてもよいが、この実施形態の一部の変形例では、粒子３００上に少ないＰＥＧを含んでいてもよくまたはＰＥＧを含んでいなくてもよい。
粒子３００は、共有結合によって主に固定化されたＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼを含んでいてもよい。粒子グラム当たり（乾燥重量で）凡そ５０ｍｇから凡そ２５０ｍｇのＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼが、粒子３００に結合されてもよい。一部の実施形態では、高度に精製されたＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼを、主に共有結合によって粒子３００に固定化してもよい。高度に精製されたＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅは、栄養調合物１１０がデバイス２００に曝露されたときに、脂肪を加水分解する、より大きい能力を有していてもよい。粒子グラム当たり（乾燥重量で）凡そ５ｍｇから凡そ２５０ｍｇの精製されたＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅリパーゼを、粒子３００に結合させてもよい。
チャンバ２２２の凡そ９０〜９５％が粒子３００で満たされてもよく、チャンバ体積の凡そ５〜１０％のヘッドスペースが残される。デバイス２００は、このヘッドスペースを実現するために重みにより満たされてもよく、または体積に従い満たされてもよい。粒子の密度およびサイズ（粒子３００のバッチごとに、わずかではあっても変化し得る）に応じて、この実施形態に関する平均充填重量は、チャンバ２２２内に投入される粒子が凡そ０．９から１．１ｇから凡そ１．０から１．２ｇの範囲であってもよい。この重量の粒子３００は、チャンバ２２２の凡そ５〜１０％のヘッドスペースが実現されるように、チャンバ２２２に組み込まれてもよい。他の実施形態では、チャンバ２２２は、充填重量ではなく充填体積を参照することのみにより充填されてもよい。
デバイス２００は、デバイス２００を通過する栄養調合物１１０の、凡そ０．４から２．０ｍＬ／分の流量で使用するために構成されてもよく、一部の実施形態では、最大で凡そ１０．０ｍＬ／分の流量で使用するために構成されてもよい。ポンプ１２０上で設定された流量とデバイス２００を通して実現される流量との間の、流量の差は、１０％またはそれより少なくてもよい。デバイス２００は、栄養補給当たり最大で凡そ５００ｍＬの栄養調合物を送達するために設計されてもよい。デバイス２００は、栄養補給当たり最大で凡そ１，０００ｍＬの栄養調合物を送達するために設計されてもよい。この実施形態によるデバイス２００は、ほとんどの種類の栄養調合物に関して９０％よりも高い加水分解効率を実現してもよい。
（デバイス実施例２）
デバイス２００の例示的な実施形態は、例えば栄養補給時間を低減するために、または加水分解効率を損なうことなく栄養補給当たりの栄養調合物のより大きい体積に適応するために、デバイスを通過する栄養調合物のより速い流量に適応するよう構成されてもよい。例えばチャンバ２２２は、より多くの粒子３００および／またはより多くの栄養調合物１１０に適応するために、上記デバイス実施例１に比べて増大した高さを有していてもよく、本体２１０全体の長さは、より高いチャンバ２２２に適応するように、より高くてもよい。例えば一部の実施形態は、チャンバ２２２の高さを凡そ５ｃｍ（凡そ６．９４ｃｍの全チャンバ高さに関して）または凡そ２．９１ｃｍ（凡そ４．８５ｃｍの全チャンバ高さに関して）増大させてもよく、その結果、最大でさらに凡そ３ｇの粒子３００がチャンバ２２２に組込み可能になってもよい。他の実施形態では、チャンバ２２２は、デバイス実施例１の場合に類似した寸法を有していてもよく、または同じ寸法を有していてもよい。
より大きい粒度は、デバイス２００を通過する栄養調合物１１０のより速い流量および／またはより多くの量に適応するように設計されたデバイス２００で使用されてもよい。例えば粒子３００は、正規粒度分布をもった凡そ３７５μｍまたはそれよりも大きい平均直径を有していてもよい。より大きい粒子は、より高い流量、より粘性のある栄養調合物、またはより大きい体積の栄養調合物が使用されるときにさらに生じ易くなり得る障害または閉塞の可能性を低減させ得る。例えば、一部の栄養調合物は、加水分解により半固体粒子を生成する可能性があり、これらの粒子はデバイス２００に収集され得る。より大きい粒子が使用される場合、より大きい細孔直径、例えば凡そ１００μｍから凡そ１５０μｍの直径を持つ入口および／または出口フィルタを使用してもよい。そうでない場合には、このデバイス実施例２のデバイス２００は、上記デバイス実施例１のデバイス２００に類似していてもよい。
この実施例のデバイス２００は、最大で凡そ１０ｍＬ／分（６００ｍＬ／時）の流量での使用に、または栄養補給当たり最大で１，０００ｍＬまたはそれよりも多くの栄養調合物の体積と共に使用するのに適応してもよい。
（デバイス実施例３）
デバイス２００の例示的な実施形態は、早産児、満期児、新生児、乳児、および／または幼児に使用するために構成されてもよい。例えば新生児または乳児のデバイスの場合、一部の実施形態ではデバイス２００に修正を行ってもよい。例えばチャンバ２２２の体積を、上記デバイス実施例１に記述されたデバイスのチャンバの体積の、凡そ１／２から１／４まで低減させてもよい。したがってチャンバ２２２のおよびデバイス本体全体の直径および／または高さは、このより低い体積を実現するように低減させてもよい。
上述のように、デバイス２００を持つシステム１００を使用して事前に加水分解された栄養調合物１１０を送達することにより、加水分解されたおよび吸収可能な脂肪酸を、摂取前に対象の胃腸管に直接送達することが可能になる。また、デバイス２００は、広範にわたる複合的な市販の栄養調合物に適合可能であってもよく、栄養調合物中のその他の栄養素に悪影響を及ぼす可能性がない。さらにデバイス２００は、対象の、カロリー摂取ならびに脂肪酸のバランスおよび吸収の正常化を可能にしてもよく、ヘルスケア提供者に対してより制御された選択肢を有利に提供して、提供者らの管理と、膵液分泌量不全または脂質吸収不良の人々の治療とを改善することができる。
一部の実施形態では、デバイス２００を使用して栄養調合物１１０を供給する方法は、下記のステップを含んでいてもよい。ステップ１は、栄養調合物１１０の供給源を用意することを含んでいてもよい。例えば、ステップ１は、容器に、例えばバッグ、バイアル、シリンジ、またはボトルに、所定の体積の栄養調合物１１０を得ることおよび／または調製することを含んでいてもよい。ステップ２は、その端部にチューブコネクタを有する第１のチューブ１２２など、１つまたは複数のチューブおよびコネクタを使用することにより、栄養調合物１１０の供給源をデバイス２００に流体接続することを含んでいてもよい。ステップ２は、第１のチューブ１２２の第１のチューブコネクタを栄養調合物１１０の供給源に接続すること、および第１のチューブ１２２の第２のチューブコネクタをデバイス２００またはデバイス２００の第１のコネクタ２４０に接続することを、さらに含んでいてもよい。ステップ３は、デバイス２００を経腸栄養補給チューブに流体接続することを含んでいてもよい。例えばステップ３は、デバイス２００またはデバイス２００の第２のコネクタ２７０を、経腸栄養補給チューブまたは経腸栄養補給チューブへのコネクタに接続することを含んでいてもよい。経腸栄養補給チューブは、例えば、対象の胃腸または経鼻胃管と流体接続して一時的にまたは永続的に配置された一端を有していてもよい。ステップ４は、ポンプ１２０をシステム１００に設置すること、および栄養調合物１１０がチューブおよびデバイス２００内に向かうようにポンプ１２０の流量を設定することを含んでいてもよい。あるいは、ポンプ１２０をシリンジで置き換えてもよい。重力栄養補給実施形態では、ステップ４を必要としなくてもよい。ステップ１から４は、任意の順序で行ってもよい。
ステップ５は、ポンプ１２０、シリンジを使用して、または重力の影響により、デバイス２００に栄養調合物１１０を方向付けることを含んでいてもよい。ステップ５は、栄養調合物１１０を、デバイス２００およびチューブ、例えば第１のチューブ１２２および経腸チューブ１２４の内部に通してプライム処理することをさらに含んでいてもよい。プライム処理は、チューブが患者に接続される前にデバイス２００およびチューブが栄養調合物で満たされるように、ポンプ１２０を設定しまたは調整することにより、自動的にまたは手動で作動してもよい。プライム処理システム１００は、栄養調合物１１０の栄養補給前に患者に吐出される空気の量を低減させてもよい。ポンプ１２０は、栄養調合物１１０の経腸栄養補給中よりもプライム処理中に、より速い速度で作動してもよい。そのような実施形態において、デバイス２００は、プライム処理中に生ずる、より速いポンプ速度が、デバイス２００の動作に障害を与えずまたは変化させないことを確実にするために設計されてもよい。ステップ５は、自動的にまたは手動で行われてもよいフラッシングを含んでいてもよい。例えば、再使用可能な実施形態では、ポンプは、いかなる残留調合物も適切になくなるように、ポンプの管材を通して溶液をパージするフラッシュモードに設定されてもよく、その管材は、１回よりも多く使用することが可能になる。
ステップ６は、栄養調合物１１０を、デバイス２００の入口２１２、入口フィルタ２５０、およびチャンバ２２２内の粒子３００を通して方向付けることを含んでいてもよい。一部の実施形態では、ステップ６は、入口フィルタ２５０を通してチャンバ２２２内の粒子３００にわたって栄養調合物１１０を分布させることをさらに含んでいてもよい。ステップ７は、栄養調合物１１０の流れを粒子３００にわたって方向付けかつ／または分布させることにより、デバイス２００の粒子３００上のリパーゼ７１０を栄養調合物１１０中の脂肪分子に曝露させかつ／またはこの脂肪分子と相互に作用させることを含んでいてもよい。ステップ７はさらに、粒子３００を栄養調合物１１０と混合させ、栄養調合物１１０の流動力学により移動させることを含んでいてもよい。ステップ７は、粒子３００上のリパーゼ７１０により、栄養調合物１１０中のＬＣ−ＰＵＦＡを有するトリグリセリドを加水分解させることを含んでいてもよい。一部の実施形態では、ステップ６および７は、実質的に同時に行ってもよい。
ステップ８は、デバイス２００内に粒子３００を保有しながら、栄養調合物１１０を、出口フィルタ２６０および出口２８２を通るように方向付けることを含んでいてもよい。ステップ９は、栄養調合物１１０を、経腸栄養補給チューブに通して患者に至るように方向付けることを含んでいてもよい。ステップ１０は、システム１００からデバイス２００を切り離すこと、デバイス２００および／または粒子３００を処分すること、および／またはデバイス２００を滅菌し乾燥することを含んでいてもよい。
代替の実施形態では、多数のデバイス２００を互いに直列に（縦列に）または並列に接続してもよい。栄養調合物１１０がデバイス２００内を流れるとき、栄養調合物１１０に含有される脂肪は粒子３００の表面に接触し、脂肪は、粒子３００上のリパーゼとの相互作用を介して、トリグリセリド形態から遊離脂肪酸およびモノグリセリドへと加水分解されてもよい。脂肪加水分解の程度は、部分的には調合物とチャンバ２２２内の粒子３００との接触（または滞留）時間、ならびに栄養調合物１１０が曝露される粒子３００の累積数によって、決定されてもよい。滞留時間、または栄養調合物１１０が曝露される粒子の数のいずれかは、より多くの脂肪加水分解をもたらし得る。したがって、単一デバイス２００が単独では所望の加水分解効率を提供しない場合、２つのデバイス２００の縦列配置構成は、例えばある特定の栄養調合物１１０と共に使用するときに加水分解を増大し得る。
多数のデバイス２００を直列（縦列）に接続することによって、累積滞留時間と、栄養調合物１１０が曝露される粒子の総数とを効果的に増大させてもよい。多数のデバイス２００を縦列に配置構成することは、例えばより多くの体積の栄養調合物１１０を加水分解するときに、またはより速い速度で栄養調合物１１０を加水分解するときに、有用となり得る。多数のデバイス２００を直列に接続するために、第１のデバイス２００の第２のコネクタ２７０を第２のデバイス２００の第１のコネクタ２４０内に直接挿入してもよく、または第１のデバイス２００の第２のコネクタ２７０を管材に接続してもよく、次いでこの管材は、第２のデバイス２００の第１のコネクタ２４０に接続されてもよい。縦列デバイスは、栄養調合物の供給源、管材、および患者に接続されてもよく、上記ステップ１〜１０に記述されたものと類似の手法で使用されてもよい。
予備試験は、単一デバイスの使用に対する、多数のデバイス２００を直列に接続した効果について評価した。予備試験では、１，０００ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ（登録商標）を、２ｍＬ／分の速度で単一デバイス２００内に流し、１，０００ｍＬのＰｅｐｔａｍｅｎ（登録商標）を、２ｍＬ／分の速度で、縦列に接続された２つのデバイス２００内に流した。結果として得られる、加水分解された栄養調合物中の、脂肪の平均加水分解％は、単一デバイス２００に関して９２％であり、縦列装置に関しては９８％であった。試験結果は、縦列構成が、単一デバイス２００により実現された加水分解効率のように高くまたはそれよりも高い加水分解効率を実現し得ることを示す。
あるいは、多数のデバイスを直列に接続するのではなく、同じ調合物を１回よりも多く単一デバイス２００内に流して、全滞留時間および粒子曝露を効果的に増大させるようにしてもよい。例えばデバイス２００は、まだ患者に取着されていない「空の」栄養補給回路の第１の端部に接続されてもよい。「空の」栄養補給回路の第２の端部は、栄養調合物の供給源に接続されてもよい。次いで「空の」回路に、栄養調合物１１０を供給源からデバイス２００を経てリザーバまで引き上げることにより栄養調合物１１０を投入してもよく、このようにすることで栄養調合物がワンパススルー（one pass through）デバイス２００に曝露されると考えられる。次いで回路を栄養調合物の供給源から切り離し、代わりに患者に取着することができる。次いで栄養補給は、通常通りに進行すると考えられ、すなわち栄養調合物１１０は、リザーバからデバイス２００のチャンバ２２２を経て患者に流れると考えられる。これは第２のパススルーデバイス２００を構成すると考えられる。
加水分解に対するこの二重パス法の影響は、デバイス２００を使用する単一パス（通常の）法を、デバイス２００を使用する二重パス法と比較する予備試験で評価した。この試験では、２つのデバイス２００に、より少ない量の粒子３００（３７５ｍｇ）を満たし、５０ｍＬのＳｉｍｉｌａｃ（登録商標）Ｓｐｅｃｉａｌ Ｃａｒｅ（登録商標）２４ Ｃａｌ乳児用調合物を、２ｍＬ／分の流量でデバイス内に通した。第１のデバイスの場合、５０ｍＬの調合物を１回通した（単一パス）。第２のデバイスの場合、５０ｍＬの調合物を２回通した（二重パス）。単一パス法をシミュレートするために、シリンジに調合物を投入し、デバイス２００をシリンジに取着し、栄養調合物をシリンジからデバイス内へと流した。二重パス法をシミュレートするために、デバイス２００を空のシリンジに取着した。次いで栄養調合物を、デバイス内に引き込んでシリンジに投入し、次いで栄養調合物をシリンジから外にかつデバイス内へと流した。次いで単一パス法を使用して流させた調合物中の、および二重パス法を使用して流させた調合物中の、加水分解された脂肪のパーセンテージを測定した。
この予備試験では、測定された単一パス法の加水分解％が３７％であり、測定された二重パス法の加水分解％が６３％であった。予備試験データは、多重パス法が栄養調合物の加水分解％を増大させ得ることを示す。多重パス法は、概して患者に使用されてもよく、または患者によって毎日使用され得る粒子の総数に限度があるシナリオで、もしくは同時に使用され得る粒子の総数に限度があるシナリオで使用されてもよい。例えば、規制上の制限は、患者が１日に曝露され得る粒子３００の総数を限定し得る。しかし栄養補給当たり使用される粒子３００の低減は、デバイス２００の加水分解効率を低下させ得る。この加水分解効率の低減は、滞留時間および／または粒子３００への曝露を増大させることによって加水分解％を押し上げるように多重パス法を使用することによって、相殺されてもよく、または少なくとも部分的に相殺されてもよい。このように多重パス法は、食品調製中、特にＮＩＣＵでの乳児用栄養調合物の調製のため、例えばデバイス２００を使用する方法に有意な追加のステップまたは変化を導入することなく加水分解％を増大させるのに有用と考えられる。
本開示の多くの特徴および利点は、詳細な明細書から明らかであり、したがって、添付される特許請求の範囲により、本開示の精神および範囲内に包含される本開示のそのような特徴および利点の全てをカバーすることが意図される。さらに、数多くの修正例および変形例が当業者に容易に生ずることになるので、本開示を、図示され記述される厳密な構造および動作に限定することは望ましくなく、したがって、全ての適切な修正例および均等物を用いることができ、本開示の範囲内であるとみなす。
さらに、当業者なら、本開示が基にする概念は、本開示のいくつかの目的を実施するためのその他の構造、方法、およびシステムを設計するための基礎として容易に使用され得ることが理解されよう。したがって特許請求の範囲は、先の記述により限定されるとみなすものではない。
本発明の実施形態の例として、以下の項目が挙げられる。
（項目１）
リパーゼに栄養調合物を曝露することによって前記栄養調合物中のトリグリセリドを加水分解するための経腸栄養補給デバイスであって、
チャンバを収容する本体と、
栄養調合物の供給源と流体カップリングするように構成された入口であり、前記栄養調合物を前記供給源から前記デバイスに進入させかつ前記チャンバに流入させる入口と、
経腸栄養補給チューブと流体カップリングするように構成された出口であり、前記栄養調合物を前記チャンバから出しかつ前記経腸栄養補給チューブに流入させる出口と、
前記チャンバ内に含有された複数の粒子であり、前記リパーゼが前記複数の粒子に共有結合される複数の粒子と、
前記複数の粒子により占有されていない空間を画定する、前記チャンバ内に含有されるヘッドスペースと、
前記入口と前記チャンバとの間に位置付けられた入口フィルタであり、第１の複数の開口を含有する入口フィルタと、
前記チャンバと前記出口との間に位置付けられた出口フィルタであり、前記出口フィルタが第２の複数の開口を有し、前記第２の複数の開口が前記複数の粒子よりも小さい出口フィルタと
を含み、
前記栄養調合物中の前記トリグリセリドが、それらが前記チャンバ内に含有される前記複数の粒子を通過するときに加水分解されるデバイス。
（項目２）
前記複数の粒子が、乾燥したときに前記チャンバの少なくとも５０％を満たす、項目１に記載のデバイス。
（項目３）
前記複数の粒子が、乾燥したときに前記チャンバの少なくとも８０％を満たす、項目１に記載のデバイス。
（項目４）
前記複数の粒子が、乾燥したときに前記チャンバの少なくとも９０％を満たす、項目１に記載のデバイス。
（項目５）
前記複数の粒子が、前記栄養調合物に曝露されたときに前記チャンバの少なくとも８０％を満たす、項目１に記載のデバイス。
（項目６）
前記複数の粒子が、前記栄養調合物に曝露されたときに前記チャンバの少なくとも９０％を満たす、項目１に記載のデバイス。
（項目７）
前記複数の粒子が、乾燥したときに、前記複数の粒子が前記栄養調合物に曝露されたときよりも少なく前記チャンバを満たすように膨潤する、項目１に記載のデバイス。
（項目８）
前記複数の粒子の少なくとも１つの外面が、少なくとも部分的に疎水性である、項目１に記載のデバイス。
（項目９）
前記複数の粒子の少なくとも１つが、ジメタクリル酸エチレングリコール、メタクリル酸ブチル、またはメタクリル酸グリシジルの１種または複数で形成される、項目１に記載のデバイス。
（項目１０）
前記複数の粒子の少なくとも１つが、重量で約５０％から約６０％の間のジメタクリル酸エチレングリコール、重量で約３０％から約４５％の間のメタクリル酸ブチル、および重量で約０．０１％から約１０％の間のメタクリル酸グリシジルで形成される、項目９に記載のデバイス。
（項目１１）
前記複数の粒子の少なくとも１つが、重量で約０％から約１０％のポリエチレングリコールで形成される、項目１に記載のデバイス。
（項目１２）
前記複数の粒子の少なくとも１つが、実質的に中実な断面を有する、項目１に記載のデバイス。
（項目１３）
前記複数の粒子の少なくとも１つが、実質的に滑らかな外面を有する、項目１に記載のデバイス。
（項目１４）
前記複数の粒子の少なくとも１つが、テクスチャ付き外面を有する、項目１に記載のデバイス。
（項目１５）
前記複数の粒子の少なくとも１つが、前記少なくとも１つの粒子内に内面を形成する多孔質断面を有する、項目１に記載のデバイス。
（項目１６）
前記多孔質断面の細孔の中位径または平均直径が、約１ｎｍから約５０μｍの範囲である、項目１５に記載のデバイス。
（項目１７）
前記リパーゼが前記内面に共有結合される、項目１５に記載のデバイス。
（項目１８）
前記複数の粒子の少なくとも１つの外面または内面の少なくとも１つが、官能基を含む、項目１に記載のデバイス。
（項目１９）
前記官能基がエポキシ基であり、前記リパーゼが前記エポキシ基に共有結合される、項目１８に記載のデバイス。
（項目２０）
前記複数の粒子の中位径または平均直径が、約１００μｍから約８００μｍの間である、項目１に記載のデバイス。
（項目２１）
前記複数の粒子が、第１の群の粒子および第２の群の粒子を含み、前記第１の群の粒子が、前記第２の群の粒子の中位径または平均直径とは異なる中位径または平均直径を有する、項目１に記載のデバイス。
（項目２２）
前記複数の粒子に共有結合された前記リパーゼの量が、前記複数の粒子１ｇ当たりリパーゼが約５ｍｇから約５００ｍｇの範囲内にある、項目１に記載のデバイス。
（項目２３）
前記第１の複数の開口または前記第２の複数の開口の少なくとも１つが、複数の曲がりくねった経路を含む、項目１に記載のデバイス。
（項目２４）
前記入口フィルタが、前記栄養調合物が前記入口フィルタを通過するときに前記栄養調合物を乳化するよう構成された少なくとも１種の乳化剤で被覆されている、項目１に記載のデバイス。
（項目２５）
前記入口フィルタおよび前記出口フィルタがそれぞれ、約０．１ｍｍから約１０ｍｍの間の厚さを有する、項目１に記載のデバイス。
（項目２６）
リパーゼに栄養調合物を曝露することによって前記栄養調合物中のトリグリセリドを加水分解するための経腸栄養補給デバイスであって、
チャンバを収容する本体であって、前記チャンバが、
前記チャンバ内に含有されている複数の粒子であり、前記リパーゼが前記複数の粒子に共有結合される複数の粒子、および
前記複数の粒子によって占有されていない空間を画定する、前記チャンバ内に含有されるヘッドスペース
を含む本体と、
前記デバイスを第１のチューブと流体カップリングさせるように構成された第１のコネクタと、
前記第１のコネクタと前記チャンバとの間に位置決めされ、かつ前記第１のコネクタおよび前記チャンバと流体カップリングされた入口と、
前記デバイスを第２のチューブと流体カップリングさせるように構成された第２のコネクタと、
前記第２のコネクタと前記チャンバとの間に位置決めされ、かつ前記チャンバおよび前記第２のコネクタと流体カップリングされた出口と、
前記チャンバと前記出口との間に位置付けられた出口フィルタであり、前記出口フィルタが複数の開口を有し、前記複数の開口が前記複数の粒子よりも小さい出口フィルタと
を含み、
前記栄養調合物中の前記トリグリセリドが、それらが前記チャンバ内に含有される前記複数の粒子を通過するときに加水分解されるデバイス。

Claims (26)

  1. リパーゼに栄養調合物を曝露することによって前記栄養調合物中のトリグリセリドを加水分解するための経腸栄養補給デバイスであって、
    チャンバを収容する本体と、
    栄養調合物の供給源と流体カップリングするように構成された入口であり、前記栄養調合物を前記供給源から前記デバイスに進入させかつ前記チャンバに流入させる入口と、
    経腸栄養補給チューブと流体カップリングするように構成された出口であり、前記栄養調合物を前記チャンバから出しかつ前記経腸栄養補給チューブに流入させる出口と、
    前記チャンバ内に含有された複数の粒子であり、前記リパーゼが前記複数の粒子に共有結合される複数の粒子と、
    前記複数の粒子により占有されていない空間を画定する、前記チャンバ内に含有されるヘッドスペースと、
    前記入口と前記チャンバとの間に位置付けられた入口フィルタであり、第１の複数の開口を含有する入口フィルタと、
    前記チャンバと前記出口との間に位置付けられた出口フィルタであり、前記出口フィルタが第２の複数の開口を有し、前記第２の複数の開口が前記複数の粒子よりも小さい出口フィルタと
    を含み、
    前記複数の粒子が、経腸栄養補給の間に前記栄養調合物に曝露されたときに乾燥構成から湿潤構成へと移行するように構成され、
    前記乾燥構成において、前記複数の粒子は、０．１％〜５％の水分レベルを有し、そして、前記湿潤構成において、前記複数の粒子は、１５％以下の体積で膨潤し、それにより、前記チャンバ内に含有されるヘッドスペースの量を減少させ、
    前記栄養調合物中の前記トリグリセリドが、それらが前記チャンバ内に含有される前記複数の粒子を通過するときに加水分解されるデバイス。
  2. 前記複数の粒子が、乾燥したときに前記チャンバの少なくとも５０％を満たす、請求項１に記載のデバイス。
  3. 前記複数の粒子が、乾燥したときに前記チャンバの少なくとも８０％を満たす、請求項１に記載のデバイス。
  4. 前記複数の粒子が、乾燥したときに前記チャンバの少なくとも９０％を満たす、請求項１に記載のデバイス。
  5. 前記複数の粒子が、前記栄養調合物に曝露されたときに前記チャンバの少なくとも８０％を満たす、請求項１に記載のデバイス。
  6. 前記複数の粒子が、前記栄養調合物に曝露されたときに前記チャンバの少なくとも９０％を満たす、請求項１に記載のデバイス。
  7. 前記複数の粒子の少なくとも１つの外面が、少なくとも部分的に疎水性である、請求項１に記載のデバイス。
  8. 前記複数の粒子の少なくとも１つが、ジメタクリル酸エチレングリコール、メタクリル酸ブチル、またはメタクリル酸グリシジルの１種または複数で形成される、請求項１に記載のデバイス。
  9. 前記複数の粒子の少なくとも１つが、重量で５０％から６０％の間のジメタクリル酸エチレングリコール、重量で３０％から４５％の間のメタクリル酸ブチル、および重量で０．０１％から１０％の間のメタクリル酸グリシジルで形成される、請求項８に記載のデバイス。
  10. 前記複数の粒子の少なくとも１つが、ポリエチレングリコールコーティングを含み、ここで、前記ポリエチレングリコールコーティングの量が、重量で２％から１０％の間である、請求項１に記載のデバイス。
  11. 前記複数の粒子の少なくとも１つが、前記少なくとも１つの粒子内に内面を形成する多孔質断面を有する、請求項１に記載のデバイス。
  12. 前記多孔質断面の細孔の中位径または平均直径が、１ｎｍから１０ｎｍ、１０ｎｍから５０ｎｍ、５０ｎｍから１００ｎｍ、または１００ｎｍから２５０ｎｍの範囲である、請求項１１に記載のデバイス。
  13. 前記リパーゼが前記内面に結合される、請求項１１に記載のデバイス。
  14. 前記複数の粒子の少なくとも１つの外面または内面の少なくとも１つが、官能基を含む、請求項１に記載のデバイス。
  15. 前記官能基がエポキシ基であり、前記リパーゼが前記エポキシ基に結合される、請求項１４に記載のデバイス。
  16. 前記複数の粒子の中位径または平均直径が、１００μｍから８００μｍの間である、請求項１に記載のデバイス。
  17. 前記複数の粒子が、第１の群の粒子および第２の群の粒子を含み、前記第１の群の粒子が、前記第２の群の粒子の中位径または平均直径とは異なる中位径または平均直径を有する、請求項１に記載のデバイス。
  18. 前記複数の粒子に結合された前記リパーゼの量が、前記複数の粒子１ｇ当たりリパーゼが５０ｍｇから２５０ｍｇの範囲内にある、請求項１に記載のデバイス。
  19. 前記第１の複数の開口または前記第２の複数の開口の少なくとも１つが、複数の曲がりくねった経路を含む、請求項１に記載のデバイス。
  20. 前記入口フィルタが、前記栄養調合物が前記入口フィルタを通過するときに前記栄養調合物を乳化するよう構成された少なくとも１種の乳化剤で被覆されている、請求項１に記載のデバイス。
  21. 前記入口フィルタおよび前記出口フィルタがそれぞれ、０．１ｍｍから１０ｍｍの間の厚さを有する、請求項１に記載のデバイス。
  22. リパーゼに栄養調合物を曝露することによって前記栄養調合物中のトリグリセリドを加水分解するための経腸栄養補給デバイスであって、
    チャンバを収容する本体であって、前記チャンバが、
    前記チャンバ内に含有されている複数の粒子であり、前記リパーゼが前記複数の粒子に結合され、前記複数の粒子は、１００μｍから８００μｍの平均直径を有し、前記複数の粒子における細孔は１０ｎｍから５０ｎｍ、５０ｎｍから１００ｎｍ、または１００ｎｍから２５０ｎｍの中位径または平均直径を有する複数の粒子、および
    前記複数の粒子によって占有されていない空間を画定する、前記チャンバ内に含有されるヘッドスペース
    を含む本体と、
    前記デバイスを第１のチューブと流体カップリングさせるように構成された第１のコネクタと、
    前記第１のコネクタと前記チャンバとの間に位置決めされ、かつ前記第１のコネクタおよび前記チャンバと流体カップリングされた入口と、
    前記デバイスを第２のチューブと流体カップリングさせるように構成された第２のコネクタと、
    前記第２のコネクタと前記チャンバとの間に位置決めされ、かつ前記チャンバおよび前記第２のコネクタと流体カップリングされた出口と、
    前記チャンバと前記出口との間に位置付けられた出口フィルタであり、前記出口フィルタが複数の開口を有し、前記複数の開口が前記複数の粒子よりも小さい出口フィルタと
    を含み、
    前記複数の粒子が、経腸栄養補給の間に前記栄養調合物に曝露されたときに乾燥構成から湿潤構成へと移行するように構成され、
    前記乾燥構成において、前記複数の粒子は、０．１％〜５％の水分レベルを有し、そして、前記湿潤構成において、前記複数の粒子は、１５％以下の体積で膨潤し、それにより、前記チャンバ内に含有されるヘッドスペースの量を減少させ、
    前記栄養調合物中の前記トリグリセリドが、それらが前記チャンバ内に含有される前記複数の粒子を通過するときに加水分解されるデバイス。
  23. 前記複数の粒子に結合された前記リパーゼが、少なくとも２５％の純度を有する、請求項１に記載のデバイス。
  24. 前記複数の粒子に結合された前記リパーゼが、少なくとも２５％の純度を有する、請求項２２に記載のデバイス。
  25. 前記複数の粒子に結合された前記リパーゼの量が、前記複数の粒子１ｇ当たりリパーゼが５０ｍｇから２５０ｍｇの範囲内にある、請求項２２に記載のデバイス。
  26. 経腸栄養補給デバイスであって、
    チャンバを収容する本体と、
    前記チャンバ内に含有されている複数の多孔質粒子であって、前記複数の粒子は、１００μｍから８００μｍの平均直径を有し、前記複数の粒子における細孔は１０ｎｍから５０ｎｍ、５０ｎｍから１００ｎｍ、または１００ｎｍから２５０ｎｍの中位径または平均直径を有する複数の多孔質粒子と、
    前記複数の粒子に結合されたリパーゼであって、前記複数の粒子に結合された前記リパーゼの量が、前記複数の粒子１ｇ当たりリパーゼが５０ｍｇから２５０ｍｇの範囲内にあり、前記複数の粒子に結合された前記リパーゼが、少なくとも２５％の純度を有する、リパーゼと、
    前記複数の粒子によって占有されていない空間を画定する、前記チャンバ内に含有されるヘッドスペースと、
    前記デバイスを第１のチューブと流体カップリングさせるように構成された第１のコネクタと、
    前記デバイスを第２のチューブと流体カップリングさせるように構成された第２のコネクタと、
    入口フィルタと、
    出口フィルタと
    を含み、
    前記複数の粒子が、経腸栄養補給の間に前記栄養調合物に曝露されたときに乾燥構成から湿潤構成へと移行するように構成され、
    前記乾燥構成において、前記複数の粒子は、０．１％〜５％の水分レベルを有し、そして、前記湿潤構成において、前記複数の粒子は、１５％以下の体積で膨潤し、それにより、前記チャンバ内に含有されるヘッドスペースの量を減少させる、デバイス。
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