[發明專利]一種調節腸道菌群的可穿戴光學裝置

在審

• 申請號: 202110291751.3
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113018692A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 陰慧娟;李迎新;董曉曦;吳金鵬;楊基春;李宏霄
• 申請（專利權）人: 中國醫學科學院生物醫學工程研究所
• 主分類號: A61N5/06
• 分類號: A61N5/06
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發明涉及一種調節腸道菌群的可穿戴光學裝置，包括：照射燈陣列、可調節腰帶、腰帶控制模塊和APP軟件模塊；照射燈陣列包括多個成陣列排列的不同波長范圍的LED燈管；照射燈陣列安裝在可調節腰帶上，用于發射照射光；使用時，照射燈陣列緊貼用戶腹部；APP軟件模塊通過藍牙模塊與腰帶控制模塊無線連接，APP軟件模塊用于向腰帶控制模塊發送照射燈陣列的控制參數；控制參數為每種波長范圍的LED燈管的照射時長或每種波長范圍的LED燈管的啟動信號和停止信號；腰帶控制模塊與照射燈陣列連接，腰帶控制模塊用于根據控制參數對照射燈陣列進行調節。本發明提供的裝置通過調節腹部腸道菌群，改善了AD的認識和學習能力。

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，特別是涉及一種調節腸道菌群的可穿戴光學裝置。

背景技術

阿爾茨海默病(Alzheime’s Disease，AD)，俗稱老年癡呆是一種典型的中樞神經退行性病變，患者主要表現為認知功能障礙、記憶力逐漸衰退、行為異常及社交障礙等，直至癡呆。近年來的研究表明，腸道菌群通過多種途徑參與AD的發生和發展，被認為是AD治療的新靶點。人們發現調節腸道菌群可能防治AD。研究者發現，認知功能損傷小鼠模型經胃灌注無糖乳桿菌植物變種C29，可明顯改善D-半乳糖所致的記憶功能障礙并提高腦內BDNF的表達，降低衰老標記P16、炎癥標志物p-p65和p-foxo3a以及環氧合酶(cyclooxygenase，COX)-2和可誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)的表達，并抑制D-半乳糖誘導的TNF-α的表達。瑞士乳桿菌R0052和長雙歧桿菌R0175治療14d，大鼠腦源性神經營養因子的表達升高，對炎癥反應的抑制更明顯,可見益生菌可減輕LPS引起的神經炎癥和記憶缺陷。1項針對AD患者的隨機、雙盲、對照的臨床試驗也證實，混合益生菌——嗜酸乳桿菌+乳酸菌+干酪乳桿菌+雙歧桿菌+乳酸菌桿菌，牛奶攝入組比滅菌牛奶攝入組相比，其認知與代謝功能的改善程度存在著顯著性差異。

由此可見，調節腸道菌群是防治AD的重要途徑之一。同時從經濟學角度考慮，調節腸道菌群的方法成本低廉，副作用較小，并兼顧患者的腸道、大腦以及整體技能的修復，故其依從性和實用性可能遠高于化學藥物對AD的防治價值。

光生物調節療法(photobiomodulation，PBM)，是一種利用低功率非熱光源照射靶組織，調節機體功能的無創光學療法。PBM已經被有效地應用于很多臨床疾病，包括慢性肩頸痛、傷口愈合、頜關節紊亂癥、口腔黏膜炎、關節炎、肌肉損傷、骨再生、糖尿病足、多發性硬化、帕金森綜合征、老年癡呆等。同時PBM在微生物調節方面具有雙向調節作用，在相同劑量下，可使有益菌增殖而有害菌抑制。有研究表明810nm激光照射5J/cm²可使大腸桿菌增殖加快，而綠膿桿菌抑制23％。

而我們的研究表明通過對腹部腸道菌群的調節，可以抑制幽門螺桿菌的繁殖，同時改善AD的認識和學習能力，減弱Aβ淀粉樣蛋白的沉積等病理表現，因此本發明提出了一種通過調節腸道菌群干預阿茲海默癥的光學治療方法與裝置。

近年來，PBM被應用于多種腦病，包括帕金森綜合征、顱腦損傷、癡呆和AD，因其多是通過顱外照射，因此被稱為經顱PBM(transcranial PBM,tPBM)。研究發現，tPBM的作用機制涉及調節代謝、增加血流攜氧能力、神經保護、平衡氧化還原狀態、抑制炎癥、促進神經和突觸生成、影響晝夜節律等多個方面。因此開發出相關的經顱PBM照射裝置。

經顱PBM照射裝置是通過頭皮將600～1000nm波長的光源包括激光和LED導入顱內，對其進行PBM長期調控，時間在4-8周不等，部分產生了調控AD的效果，如睡眠質量好轉、暴躁情緒的緩解、癡呆程度的改善和認知功能的恢復。目前經顱PBM照射裝置多為頭戴式，燈組排布于頭盔或者頭套內壁對患者頭部進行照光治療。