仿生动态鼠胃-十二指肠消化系统模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及仿生动态鼠胃-十二指肠消化系统模拟装置，包括胃消化系统、十二指肠消化系统、流加-排空装置和保温盒，流加-排空装置朝向胃消化系统输送胃液，朝向十二指肠消化系统输送胆汁和胰液，胃消化系统和十二指肠消化系统相互连通。本实用新型专利技术具有较真实的模拟结果，与活鼠的消化过程极其相似，具有很好的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及仿生动态鼠胃-十二指肠消化系统模拟装置，该消化系统模拟装置能用于在体外仿生多种不同类型和结构的食物及药物在真实鼠胃内的混合、研磨、消化和排空过程。
技术介绍
目前任何一种新的功能性食品和药物在投入市场被消费者和患者信任和接受之前，必须要进行严格的营养价值、毒理、药理等方面的实验和评价。而要评估其营养物质及有效活性成分在胃肠道内的释放率和利用率，首先要了解它们在胃内的消化和排空过程，认识其在体内的营养输送过程，从而改善食品和药物的加工方法或构建新的功能性食品，有效提高营养成分的消化吸收及药物的利用率。此外，随着食品安全问题日益突出，这对有效、快速、便捷的检测食品添加剂和有毒有害成分在体内的残留技术提出了新的挑战。研究功能性食品和药物在胃肠道中的消化、排空及有效活性成分过程，以及有毒有害物质在体内的残留，其传统方法主要诉诸于动物活体和人体志愿者临床试验。由于活体或者临床实验对象的选择受到限制，而且因为生物个体生理（包括性别、年龄、病史等）差异、结构差异以及环境因素对生物体状态的影响，致使活体和临床试验费时费力、成本高、重现性差，并且还会受到伦理方面的限制。体外仿生消化道，是对人体或动物的消化系统及其消化环境、消化道内的流体动态行为进行仿生模拟的装置，不仅没有伦理方面的限制，而且可以完全或部分代替活体和临床试验，或者作为“前测试”来预测体内试验情况及优化活体试验条件，从而达到降低成本、节约时间、提高重复性和准确性的目的。近年来，研究者们开发了多种体外消化系统模型，用于研究食物消化过程中的物理化学变化、食物之间相互作用、肠道益生菌存活率、功能性食品的开发和应用以及药物和有毒有害物质在胃肠道内的残留和代谢过程。当前的体外消化系统模型按照弹性大小可分为刚性系统、半刚性系统和柔性系统。刚性体外胃或肠道模型利用烧杯等简单容器通过搅拌器械或摇床震荡设备来驱动胃内容物混合，简便廉价、驱动（转速）可控，但缺乏对胃或肠道的生理形态、胃或肠内理化环境、胃壁或肠壁运动及流体动力学行为的有效模拟。因而，近年来研究者们更倾向于研究具有胃和肠道生理形态特征、胃壁和肠壁可运动、胃液、肠液和食糜连续分泌和排空等更为复杂、更接近真实胃和肠道的动态体外仿生胃消化系统。目前应用比较广泛的体外消化系统主要包括由英国利兹海德食品研究所研制的DGM(DynamicGastricModel)、荷兰TNO营养与食品研究所的TIM(TNOIntestinalModel)和美国加州大学戴维斯分校的HGS(HumanGastricSimulator)。这三种经典的体外消化系统各有优劣，可以有效模拟胃肠道中的物理和化学环境，重现部分食物或药物在胃肠道中的消化、排空及有效活性成分释放行为。但是它们都不具备真实胃或肠道的形态和生理结构的细节（大小、胃内壁褶皱等），无法重现食物在真实胃内的分布及消化、排空顺序，而且缺乏对胃壁或肠壁蠕动收缩的有效模拟。此外，这些系统构造复杂，造价成本较高，拆卸和清洗不便；由于伦理限制无法方便获取人体胃肠道有关的生理学参数，致使不能有效验证上述系统的有效性和科学性。为此，构建一种具有真实胃和肠道的形态和生理细节、能有效模拟胃壁和肠壁蠕动收缩且造价便宜、操作简单的动态仿生胃-十二指肠消化系统将会具有广泛的应用价值。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本技术公开了一种仿生动态鼠胃-十二指肠消化系统模拟装置，其具体技术方案如下：仿生动态鼠胃-十二指肠消化系统模拟装置，该模拟装置用于模拟食物样品在鼠的胃里经过胃液消化后再经过胰液和胆汁在十二指肠中的消化，用于研究消化过程中和最终的食糜变化，该模拟装置包括胃消化系统、十二指肠消化系统、流加-排空装置和保温盒，所述胃消化系统、十二指肠消化系统和流加-排空装置均位于保温盒中，流加-排空装置朝向胃消化系统输送胃液，朝向十二指肠消化系统输送胆汁和胰液，胃消化系统和十二指肠消化系统相互连通，所述胃消化系统包括仿生鼠胃模型和电动压缩-滚动挤压器械，所述仿生鼠胃模型中装有食物样品，所述电动压缩-滚动挤压器械用于滚动挤压仿生鼠胃模型，仿生鼠胃模型产生模拟胃收缩-滚动消化动作；所述十二指肠消化系统包括仿生十二指肠模型管和电动蠕动挤压器械，所述仿生鼠胃模型中的食物样品经过仿生鼠胃模型消化后排放到仿生十二指肠模型管中，所述电动蠕动挤压器械用于蠕动挤压仿生十二指肠模型管，仿生十二指肠模型管产生模拟十二指肠蠕动消化的动作；所述流加-排空装置包括单通道注射泵A、单通道注射泵B和单通道注射泵C，所述单通道注射泵A通过胃液管连通仿生鼠胃模型，单通道注射泵A朝向仿生鼠胃模型中输送胃液，所述单通道注射泵B通过胰液管连通仿生十二指肠模型管，单通道注射泵C通过胆汁管连通仿生十二指肠模型管，单通道注射泵B朝向仿生十二指肠模型管中输送胰液，单通道注射泵C朝向仿生十二指肠模型管中输送胆汁；所述仿生十二指肠模型管的自由端设置有食糜收集瓶，所述食糜收集瓶用于收集从仿生十二指肠模型管中排出的食糜。所述仿生鼠胃模型为利用真实的饱腹大小的鼠胃通过翻模制作成型，使用“DragonSkin?”加成型硅橡胶制作而成，所述仿生鼠胃模型的大小、形状和内部结构与真实大鼠胃一致，以界限脊为界，分为前胃和腺胃，前胃内壁光滑，腺胃内壁充满褶皱，前胃连通食管，食管内安装有硅胶瓣膜管，腺胃连通幽门管和胃液分泌管，所述胃液分泌管连通单通道注射泵A，所述幽门管连通仿生十二指肠模型管，食物样品从食管进入仿生鼠胃模型，食物经仿生鼠胃模型消化后变成食糜从幽门管排出至仿生十二指肠模型管。所述电动压缩-滚动挤压器械包括步进电机、支架、偏心轮、频率控制器、角板、皮带、皮带轮、锥齿轮、压板、固定板、支撑板和底座，所述支架固定在底座上，所述支架上设置有两个固定板，所述两个固定板之间固定有支撑板，所述仿生鼠胃模型安装在支撑板上，每个固定板上安装有一个步进电机，步进电机的一个端部通过锥齿轮连接偏心轮，偏心轮转动过程中带动压板对前胃进行上下垂直的压缩，所述固定板还设置有呈三角形分布的三个皮带轮，所述皮带轮上套有皮带，其中一个皮带轮有步进电机驱动，步进电机带动皮带进而驱动偏心轮对腺胃进行从胃窦往幽门方向滚动挤压，所述频率控制器与步进电机连接，频率控制器通过控制步进电机的转速来调节仿生鼠胃模型受到压缩和滚动挤压频率及振幅。所述仿生十二指肠模型管的长度和内径与真实鼠十二指肠的长度和内径尺寸相等，幽门管和仿生十二指肠模型管通过“K”字形状的四通管连接，所述“K”字形状的四通管的“I”部分的一端与幽门管相连，另一端与仿生十二指肠模型管相连，“K”字形状的四通管的“＜”部分的一端通过胰液管与单通道注射泵B相连，另一端通过胆汁管与单通道注射泵C相连。所述体外电动蠕动挤压器械包括步进电机、偏心轮、频率控制器、锥齿轮、固定轮、支撑板、固定板、皮带、皮带轮和底座，所述支架固定在底座上，所述支架上固定固定板，所述固定板上设置若干个固定轮，所述仿生十二指肠模型管依次弯曲经过每个固定轮，所述固定板的一侧设置有两台步进电机，所述每台步进电机均通过锥齿轮连接偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
仿生动态鼠胃‑十二指肠消化系统模拟装置，该模拟装置用于模拟食物在鼠的胃里经过胃液消化后再经过胰液和胆汁在十二指肠中的消化，用于研究消化过程中和最终的食糜变化，其特征是包括胃消化系统、十二指肠消化系统、流加‑排空装置和保温盒，所述胃消化系统、十二指肠消化系统和流加‑排空装置均位于保温盒中，流加‑排空装置朝向胃消化系统输送胃液，朝向十二指肠消化系统输送胆汁和胰液，胃消化系统和十二指肠消化系统相互连通；所述胃消化系统包括仿生鼠胃模型和电动压缩‑滚动挤压器械，所述仿生鼠胃模型中装有食物样品，所述电动压缩‑滚动挤压器械用于滚动挤压仿生鼠胃模型，仿生鼠胃模型产生模拟胃收缩‑滚动消化动作；所述十二指肠消化系统包括仿生十二指肠模型管和电动蠕动挤压器械，所述仿生鼠胃模型中的食物样品经过仿生鼠胃模型消化后排放到仿生十二指肠模型管中，所述电动蠕动挤压器械用于蠕动挤压仿生十二指肠模型管，仿生十二指肠模型管产生模拟十二指肠蠕动消化的动作；所述流加‑排空装置包括单通道注射泵A、单通道注射泵B和单通道注射泵C，所述单通道注射泵A通过胃液管连通仿生鼠胃模型，单通道注射泵A朝向仿生鼠胃模型中输送胃液，所述单通道注射泵B通过胰液管连通仿生十二指肠模型管，单通道注射泵C通过胆汁管连通仿生十二指肠模型管，单通道注射泵B朝向仿生十二指肠模型管中输送胰液，单通道注射泵C朝向仿生十二指肠模型管中输送胆汁；所述仿生十二指肠模型管的自由端设置有食糜收集瓶，所述食糜收集瓶用于收集从仿生十二指肠模型管中排出的食糜。...

【技术特征摘要】
1.仿生动态鼠胃-十二指肠消化系统模拟装置，该模拟装置用于模拟食物在鼠的胃里经过胃液消化后再经过胰液和胆汁在十二指肠中的消化，用于研究消化过程中和最终的食糜变化，其特征是包括胃消化系统、十二指肠消化系统、流加-排空装置和保温盒，所述胃消化系统、十二指肠消化系统和流加-排空装置均位于保温盒中，流加-排空装置朝向胃消化系统输送胃液，朝向十二指肠消化系统输送胆汁和胰液，胃消化系统和十二指肠消化系统相互连通；
所述胃消化系统包括仿生鼠胃模型和电动压缩-滚动挤压器械，所述仿生鼠胃模型中装有食物样品，所述电动压缩-滚动挤压器械用于滚动挤压仿生鼠胃模型，仿生鼠胃模型产生模拟胃收缩-滚动消化动作；
所述十二指肠消化系统包括仿生十二指肠模型管和电动蠕动挤压器械，所述仿生鼠胃模型中的食物样品经过仿生鼠胃模型消化后排放到仿生十二指肠模型管中，所述电动蠕动挤压器械用于蠕动挤压仿生十二指肠模型管，仿生十二指肠模型管产生模拟十二指肠蠕动消化的动作；
所述流加-排空装置包括单通道注射泵A、单通道注射泵B和单通道注射泵C，所述单通道注射泵A通过胃液管连通仿生鼠胃模型，单通道注射泵A朝向仿生鼠胃模型中输送胃液，所述单通道注射泵B通过胰液管连通仿生十二指肠模型管，单通道注射泵C通过胆汁管连通仿生十二指肠模型管，单通道注射泵B朝向仿生十二指肠模型管中输送胰液，单通道注射泵C朝向仿生十二指肠模型管中输送胆汁；
所述仿生十二指肠模型管的自由端设置有食糜收集瓶，所述食糜收集瓶用于收集从仿生十二指肠模型管中排出的食糜。
2.根据权利要求1所述的仿生动态鼠胃-十二指肠消化系统模拟装置，其特征是所述仿生鼠胃模型为利用真实的饱腹大小的鼠胃通过翻模制作成型，使用“DragonSkin?”加成型硅橡胶制作而成，所述仿生鼠胃模型的大小、形状和内部结构与真实大鼠胃一致，以界限脊为界，分为前胃和腺胃，前胃内壁光滑，腺胃内壁充满褶皱，前胃连通食管，食管内安装有硅胶瓣膜管，腺胃连通幽门管和胃液分泌管，所述胃液分泌管连通单通道注射泵A，所述幽门管连通仿生十二指肠模型管，食物从食管进入仿生鼠胃模型，经仿生鼠胃模型消化后从幽门管排出至仿生十二指肠模型管。
3.根据权利要求2所述的仿生动态鼠胃-十二指肠消化系统模拟装置，其特征是所述电动压缩-滚动挤压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓东，伍鹏，陈利丁，廖振锴，
申请(专利权)人：南通东概念新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32