CN108613766B - 一种人工胃体内部挤压力的测定方法 - Google Patents

一种人工胃体内部挤压力的测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种人工胃体内部挤压力的测定方法。该方法包括：(1)标准耐受力梯度凝胶球制备；(2)模拟胃液和模拟食物粘度流体配制；(3)将模拟食物粘度流体和凝胶球放入人工胃体；(4)开启人工胃装置，同步加入模拟胃液；(5)测试30分钟后，关闭人工胃装置，取出凝胶球，以破碎比例50％为界限进行统计；(6)根据统计结果，计算得到人工胃体内部的峰值挤压力和平均挤压力。该方法采用不同耐受力凝胶球作为参照，通过在模拟胃液与模拟食物粘度流体条件下的挤压蠕动，根据破碎程度结合数学算法计算得到胃体内部挤压力，简单有效，真实可靠。

Description

一种人工胃体内部挤压力的测定方法
技术领域
本发明涉及测量技术领域，更具体的说，是涉及一种人工胃体内部挤压力的测定方法。
背景技术
众所周知，食物进入胃后，胃的收缩蠕动以及胃酸和胃蛋白酶会对其进行一系列复杂的物理、化学、生物层次的活动。随后，这些经由胃部消化的食物再进入肠道，被吸收和利用。因此，胃的消化作用在人类整个消化作用中起着举足轻重的作用，具有重要的研究意义。对于胃的消化研究，传统方法主要是用动物活体或人体志愿者进行临床试验，而活体临床试验研究周期长、成本高。同时，近年来对动物实验伦理问题的不断重视，使其使用也受到了一定的限制。
有鉴于此，近年来，体外胃消化模型逐渐开始被研究者开发和应用，即在生物体外以合适的条件模拟人体胃部的消化环境，从而利用构建的模型来预测食物的可消化性、食物结构的变化和食物的成分释放等。目前的体外胃消化模型主要分为静态胃消化模型和动态胃消化模型，其中动态胃消化模型更贴近真实的人胃消化。在现有的动态胃消化模型中，通常会用压缩滚轮来对人工胃体进行挤压，从而达到模拟人胃的收缩蠕动，并通过控制压缩滚轮的力度来模拟不同的收缩力。
然而，在现有的技术中，研究人员因无法有效测量到人工胃体内部的挤压力，只能用外部压缩滚轮的挤压力来代替和描述人工胃体内部的挤压力。显然，这种表示方式具有较大的局限性，且无法真实反映测试物在人工胃体中的真实受力状态，从而无法与真实的人胃消化进行比较，最终会影响到各项研究结果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种更为准确和真实的人工胃体内部挤压力的测定方法。该方法采用不同耐受力凝胶球作为参照，通过在模拟胃液与模拟食物溶液的条件下的挤压蠕动，根据破碎程度结合数学算法计算得到胃体内部挤压力，从而供广大科研工作者参考。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种人工胃体内部挤压力的测定方法，包括以下几个步骤：
步骤一、以琼脂作为凝胶剂，以不同的着色剂作为染料，以超纯水作为溶剂，以质构仪检测结果作为标准，以0.20牛耐受力的凝胶球作为基础，以固定耐受力作为差值，按等量递增的方式制备标准耐受力凝胶球，且每种标准耐受力凝胶球具有独一颜色；
步骤二、以胃蛋白酶，胃粘蛋白，氯化钠，盐酸和超纯水为原料制备模拟胃液；
步骤三、以瓜尔胶和超纯水为原料制备模拟食物粘度流体；
步骤四、将步骤三制备的模拟食物粘度流体放入到人工胃体内，随后将标准耐受力凝胶球放入到人工胃体内，且每种标准耐受力凝胶球放十个；
步骤五、开启人工胃装置，按照0.5-4.5毫升/分钟的速率同步加入步骤二制备的模拟胃液；
步骤六、30分钟后，关闭人工胃装置，取出凝胶球，以破碎比例50％为界限进行统计，其中：第一种破碎比例超过50％的标准耐受力凝胶球的标准耐受力和破碎比例分别为F1和X1，第二种破碎比例超过50％的标准耐受力凝胶球的标准耐受力和破碎比例分别为F2和X2，以此类推，最后一种破碎比例超过50％的标准耐受力凝胶球的标准耐受力和破碎比例分别为Fn和Xn，最后一种破碎比例超过50％的标准耐受力凝胶球之后的一种凝胶球的标准耐受力和破碎比例分别为Fn+1和Xn+1；
步骤七、根据步骤六的统计结果可得，
人工胃体内部的峰值挤压力为：
Figure GDA0002357544470000021
人工胃体内部的平均挤压力为：
Figure GDA0002357544470000022
进一步地，
本发明中，作为差值的固定耐受力为0.05牛至0.15牛中的任意值。
本发明中，模拟胃液的具体制备方法为在1000毫升超纯水中依次加入1克胃蛋白酶，1.5克胃粘蛋白和8.775克氯化钠，搅拌均匀后，加入6摩尔/升的盐酸调节pH为1.3。
本发明中，模拟食物粘度流体的具体制备方法为将1000毫升超纯水煮沸，加入10克瓜尔胶，搅拌均匀，保温至37℃。
本发明具有以下优点及有益效果：
相比于现有的技术方法，本发明提供的方法具有以下几个显著的优点和进步：
1、本发明的方法测定的是人工胃体内部的挤压力，相较于现有技术中以外部压缩滚轮力作为人工胃体挤压力的方法，而且采用了统计学算法，因此测定结果更加真实，更加直观，更加能反映真实人胃的内部状态。
2、本发明采用标准耐受力梯度凝胶小球进行测定的同时，不仅加入了接近真实胃内容物的食物粘度流体，还模拟真实的胃液分泌即同步加入模拟胃液，使得测试结果更加真实和准确。
具体实施例
本发明公开了一种人工胃体内部挤压力的测定方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明所述方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明。
为更好地阐述本发明，下面通过实施例来说明，实施例1至3分别对应外部压缩滚轮设定为低、中、高力度时的人工胃体内部挤压力测定。
实施例1：
步骤一、以琼脂作为凝胶剂，以不同的着色剂作为染料，以超纯水作为溶剂，以质构仪检测结果作为标准，以0.20牛耐受力的凝胶球作为基础，以固定耐受力0.05牛作为差值，按等量递增的方式制备标准耐受力分别为0.25牛，0.30牛，0.35牛，0.40牛，0.45牛，0.50牛，0.55牛，0.60牛，0.65牛，0.70牛，0.75牛，0.80牛，0.85牛，0.90牛，0.95牛，1.00牛，1.05牛，1.10牛的凝胶球，并给每种凝胶球染上不同的颜色。
步骤二、在1000毫升超纯水中依次加入1克胃蛋白酶，1.5克胃粘蛋白和8.775克氯化钠，搅拌均匀后，加入6摩尔/升的盐酸调节pH为1.3。
步骤三、将1000毫升超纯水煮沸，加入10克瓜尔胶，搅拌均匀，保温至37℃，得模拟食物粘度流体；
步骤四、将步骤三中制备的模拟食物粘度流体放入到人工胃体内，随后将步骤一中制备的标准耐受力凝胶球放入到人工胃体内，每种标准耐受力凝胶球放十个；
步骤五、开启人工胃装置，按照0.5毫升/分钟的速率同步加入步骤二中制备的模拟胃液。
步骤六、30分钟后，关闭人工胃装置，取出凝胶球，以破碎比例50％为界限进行统计，结果如下表所示：
凝胶球标准耐受力 破碎比例
0.20牛 100％
0.25牛 100％
0.30牛 100％
0.35牛 100％
0.40牛 100％
0.45牛 100％
0.50牛 100％
0.55牛 100％
0.60牛 100％
0.65牛 80％
0.70牛 70％
0.75牛 70％
0.80牛 60％
0.85牛 50％
0.90牛 40％
0.95牛 40％
1.00牛 30％
1.05牛 10％
1.10牛 10％
步骤七、根据步骤六的统计结果可得，
人工胃体内部的峰值挤压力为：
Figure GDA0002357544470000041
人工胃体内部的平均挤压力为：
Figure GDA0002357544470000042
实施例2：
步骤一、以琼脂作为凝胶剂，以不同的着色剂作为染料，以超纯水作为溶剂，以质构仪检测结果作为标准，以0.20牛耐受力的凝胶球作为基础，以固定耐受力0.10牛作为差值，按等量递增的方式制备标准耐受力分别为0.30牛，0.40牛，0.50牛，0.60牛，0.70牛，0.80牛，0.90牛，1.00牛，1.10牛，1.20牛，1.30牛的凝胶球，并给每种凝胶球染上不同的颜色。
步骤二、在1000毫升超纯水中依次加入1克胃蛋白酶，1.5克胃粘蛋白和8.775克氯化钠，搅拌均匀后，加入6摩尔/升的盐酸调节pH为1.3。
步骤三、将1000毫升超纯水煮沸，加入10克瓜尔胶，搅拌均匀，保温至37℃，得模拟食物粘度流体；
步骤四、将步骤三中制备的模拟食物粘度流体放入到人工胃体内，随后将步骤一中制备的标准耐受力凝胶球放入到人工胃体内，每种标准耐受力凝胶球放十个；
步骤五、开启人工胃装置，按照3.0毫升/分钟的速率同步加入步骤二中制备的模拟胃液。
步骤六、30分钟后，关闭人工胃装置，取出凝胶球，以破碎比例50％为界限进行统计，结果如下表所示：
凝胶球标准耐受力 破碎比例
0.20牛 100％
0.30牛 100％
0.40牛 100％
0.50牛 100％
0.60牛 100％
0.70牛 80％
0.80牛 80％
0.90牛 70％
1.00牛 50％
1.10牛 30％
1.20牛 10％
步骤七、根据步骤六的统计结果可得，
人工胃体内部的峰值挤压力为：
Figure GDA0002357544470000051
人工胃体内部的平均挤压力为：
Figure GDA0002357544470000052
实施例3：
步骤一、以琼脂作为凝胶剂，以不同的着色剂作为染料，以超纯水作为溶剂，以质构仪检测结果作为标准，以0.20牛耐受力的凝胶球作为基础，以固定耐受力0.15牛作为差值，按等量递增的方式制备标准耐受力分别为0.35牛，0.50牛，0.65牛，0.80牛，0.95牛，1.10牛，1.25牛，1.40牛,1.55牛，1.70牛的凝胶球，并给每种凝胶球染上不同的颜色。
步骤二、在1000毫升超纯水中依次加入1克胃蛋白酶，1.5克胃粘蛋白和8.775克氯化钠，搅拌均匀后，加入6摩尔/升的盐酸调节pH为1.3。
步骤三、将1000毫升超纯水煮沸，加入10克瓜尔胶，搅拌均匀，保温至37℃，得模拟食物粘度流体；
步骤四、将步骤三中制备的模拟食物粘度流体放入到人工胃体内，随后将步骤一中制备的标准耐受力凝胶球放入到人工胃体内，每种标准耐受力凝胶球放十个；
步骤五、开启人工胃装置，按照4.5毫升/分钟的速率同步加入步骤二中制备的模拟胃液。
步骤六、30分钟后，关闭人工胃装置，取出凝胶球，以破碎比例50％为界限进行统计，结果如下表所示：
凝胶球标准耐受力 破碎比例
0.20牛 100％
0.35牛 100％
0.50牛 100％
0.65牛 100％
0.80牛 100％
0.95牛 90％
1.10牛 80％
1.25牛 60％
1.40牛 50％
1.55牛 30％
1.70牛 20％
步骤七、根据步骤六的统计结果可得，
人工胃体内部的峰值挤压力为：
Figure GDA0002357544470000061
人工胃体内部的平均挤压力为：
Figure GDA0002357544470000062
因此，从实施例1至3可以看出，采用本发明的方法可以准确地得到外部压缩滚轮在不同力度条件下人工胃体内部的峰值挤压力和平均挤压力。
以上所述仅是本发明的特定实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种人工胃体内部挤压力的测定方法，其特征在于包括以下几个步骤：
步骤一、以琼脂作为凝胶剂，以不同的着色剂作为染料，以超纯水作为溶剂，以质构仪检测结果作为标准，以0.20牛耐受力的凝胶球作为基础，以固定耐受力作为差值，按等量递增的方式制备标准耐受力凝胶球，且每种标准耐受力凝胶球具有独一颜色；
步骤二、以胃蛋白酶，胃粘蛋白，氯化钠，盐酸和超纯水为原料制备模拟胃液；
步骤三、以瓜尔胶和超纯水为原料制备模拟食物粘度流体；
步骤四、将步骤三制备的模拟食物粘度流体放入到人工胃体内，随后将标准耐受力凝胶球放入到人工胃体内，且每种标准耐受力凝胶球放十个；
步骤五、开启人工胃装置，按照0.5-4.5毫升/分钟的速率同步加入步骤二制备的模拟胃液；
步骤六、30分钟后，关闭人工胃装置，取出凝胶球，以破碎比例50％为界限进行统计，其中：第一种破碎比例超过50％的标准耐受力凝胶球的标准耐受力和破碎比例分别为F1和X1，第二种破碎比例超过50％的标准耐受力凝胶球的标准耐受力和破碎比例分别为F2和X2，以此类推，最后一种破碎比例超过50％的标准耐受力凝胶球的标准耐受力和破碎比例分别为Fn和Xn，最后一种破碎比例超过50％的标准耐受力凝胶球之后的一种凝胶球的标准耐受力和破碎比例分别为Fn+1和Xn+1；
步骤七、根据步骤六的统计结果可得，
人工胃体内部的峰值挤压力为：
Figure FDA0002357544460000011
人工胃体内部的平均挤压力为：
Figure FDA0002357544460000012
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，作为差值的固定耐受力为0.05牛至0.15牛中的任意值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，模拟胃液的具体制备方法为在1000毫升超纯水中依次加入1克胃蛋白酶，1.5克胃粘蛋白和8.775克氯化钠，搅拌均匀后，加入6摩尔/升的盐酸调节pH为1.3。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，模拟食物粘度流体的具体制备方法为将1000毫升超纯水煮沸，加入10克瓜尔胶，搅拌均匀，保温至37℃。
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