[發明專利]一種動態仿生鼠胃消化系統裝置

在審

• 申請號: 201410647220.3
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104464476A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 陳曉東;林旭奇;陳利丁;伍鵬
• 申請（專利權）人: 南通東概念新材料有限公司
• 主分類號: G09B23/36
• 分類號: G09B23/36
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明涉及一種仿生動態鼠胃消化系統裝置，可用于多種不同類型和結構的食物及藥物在真實鼠胃內的混合、消化和排空過程的有效模擬。

背景技術

????目前任何一種新的功能性食品和藥物在投入市場被消費者和患者信任和接受之前，必須要進行嚴格的營養價值、毒理、藥理等方面的實驗和評價。而要評估其營養物質及有效活性成分在胃腸道內的釋放率和利用率，首先要了解它們在胃內的消化和排空過程，認識其在體內的營養輸送過程，從而改善食品和藥物的加工方法或構建新的功能性食品，有效提高營養成分的消化吸收及藥物的利用率。此外，隨著食品安全問題日益突出，這對有效、快速、便捷的檢測食品添加劑和有毒有害成分在體內的殘留技術提出了新的挑戰。

研究功能性食品和藥物在胃腸道中的消化、排空及有效活性成分過程，以及有毒有害物質在體內的殘留，其傳統方法主要訴諸于動物活體和人體志愿者臨床試驗。由于活體或者臨床實驗對象的選擇受到限制，而且因為生物個體生理（包括性別、年齡、病史等）差異、結構差異以及環境因素對生物體狀態的影響，致使活體和臨床試驗費時費力、成本高、重現性差，并且還會受到倫理方面的限制。體外仿生消化道，是對人體或動物的消化系統及其消化環境、消化道內的流體動態行為進行仿生模擬的裝置，不僅沒有倫理方面的限制，而且可以完全或部分代替活體和臨床試驗，或者作為“前測試”來預測體內試驗情況及優化活體試驗條件，從而達到降低成本、節約時間、提高重復性和準確性的目的。

近年來，研究者們開發了多種體外消化系統模型，用于研究食物消化過程中的物理化學變化、食物之間相互作用、腸道益生菌存活率、功能性食品的開發和應用以及藥物和有毒有害物質在胃腸道內的殘留和代謝過程。當前的體外消化系統模型按照彈性大小可分為剛性系統、半剛性系統和柔性系統。剛性體外胃模型利用燒杯等簡單容器通過攪拌器械或搖床震蕩設備來驅動胃內容物混合，簡便廉價、驅動（轉速）可控，但缺乏對胃的生理形態、胃內理化環境、胃壁運動及流體動力學行為的有效模擬。因而，近年來研究者們更傾向于研究具有胃生理形態特征、胃壁可運動、胃液和食糜連續分泌和排空等更為復雜、更接近真實胃的動態體外仿生胃消化系統。目前應用比較廣泛的體外消化系統主要包括由英國利茲海德食品研究所研制的DGM(Dynamic?Gastric?Model)、荷蘭TNO營養與食品研究所的TIM(TNO?Intestinal?Model)和美國加州大學戴維斯分校的HGS(Human?Gastric?Simulator)。這三種經典的體外消化系統各有優劣，可以有效模擬胃腸道中的物理和化學環境，重現部分食物或藥物在胃腸道中的消化、排空及有效活性成分釋放行為。但是它們都不具備真實胃的形態和生理結構的細節（大小、胃內壁褶皺等），無法重現食物在真實胃內的分布及消化、排空順序，而且缺乏對胃壁蠕動收縮的有效模擬。此外，這些系統構造復雜，造價成本較高，拆卸和清洗不便；由于倫理限制無法方便獲取人體胃腸道有關的生理學參數，致使不能有效驗證上述系統的有效性和科學性。

發明內容

本發明針對上述不足提供了一種動態仿生鼠胃消化系統裝置。

本發明采用如下技術方案：

本發明所述的動態仿生鼠胃消化系統裝置，由體外仿生鼠胃、體外電動壓縮器械、流加-排空裝置和保溫盒四部分組成；體外仿生鼠胃硅膠模型用于食物的儲存、混合、消化與排空，體外電動壓縮器械對體外仿生鼠胃硅膠模型產生上下垂直的擠壓，流加-排空裝置控制模擬胃液進入該體外仿生鼠胃硅膠模型的分泌速率和食糜的排空速率，保溫盒通過加熱其內部的空氣以控制盒內的溫度。

本發明所述的動態仿生鼠胃消化系統裝置，所述的體外電動壓縮器械包括底座、馬達、頻率控制器、偏心輪、杠桿、角板、彈簧、壓板、支撐板；所述的馬達驅動頻率控制器轉動，頻率控制器的軸的一端設有偏心輪，偏心輪與杠桿的一端抵觸；角板的一端通過軸與底座鉸接，角板的另一端頂端布置壓板，角板與底座之間設有彈簧；壓板下方布置支撐板；壓板與支撐板之間布置體外仿生鼠胃硅膠模型。

本發明所述的動態仿生鼠胃消化系統裝置，所述的馬達轉速的轉速可調范圍為0-10?rpm；壓縮振幅可調范圍為0-10?mm。

本發明所述的動態仿生鼠胃消化系統裝置，所述的體外仿生鼠胃硅膠模型，利用飽腹大小下的真實鼠胃通過翻模制作成型，硅橡膠管與前胃相連，用于模擬食管。

本發明所述的動態仿生鼠胃消化系統裝置，所述的外仿生鼠胃硅膠模型包括前胃與腺胃；若干根硅膠小管的一端分別連接腺胃，硅膠小管的另一端連接硅膠大管；前胃上連接食管；腺胃還設有幽門管。