CN109333882B - 一种仿生空肠及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿生空肠及其制备方法，属于仿生技术领域以及生物技术领域。本发明的仿生空肠是通过将基材(硅胶、乳胶或水凝胶中的一种或多种)和辅材(硅油和/或固化剂)按照一定的质量比混合后涂抹于医学消化科精准人体肠道解剖模型空肠中制作而成的；本发明的仿生空肠的仿真性能优越(邵尔A硬度为36±5、膨胀率为25±5％、弹性为250±50％)，且具有人真实空肠的形态和生理结构，可真实的模拟人空肠内的消化环境，例如，此仿生空肠的内部具有环形皱褶，可增加肠内表面积，供空肠内微生物菌群更好的消化吸收食物，同时，此仿生空肠的内部具有小肠绒毛且小肠绒毛为中空结构，可分泌肠液，极大地重现空肠内的消化吸收的功能。

Description

一种仿生空肠及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种仿生空肠及其制备方法，属于仿生技术领域以及生物技术领域。
背景技术
在食品、药品的研究过程中，客观精确地评定食物、药品在人体内的消化过程对于确定食物组分、药品组分以及它们对人体消化道的作用至关重要。
人消化道体外模拟装置(如SHIME、IViDiS、TIM、DGM、HGS等)是对人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，可模拟不同样品在体外模型中的消化过程以及这些样品对肠道微生物的影响，从而为新型功能性食品的研发提供大量有价值的数据，若将其作为“前测试”来预测活体试验，完全代替或部分代替活体试验，可达到降低成本和时间、提高重复性和准确性的目的，且没有理论限制。
因此，人消化道体外模拟装置在对食品、药品，甚至微生物等的研究中越发关键，为食品科学、人类营养学的研究提供了巨大的方便，是小鼠实验或人类志愿者实验所不能比拟的。
而模拟消化道(主要包括胃、小肠、大肠)作为人消化道体外模拟装置的主体，其对人真实消化道的仿真程度在整个人消化道体外模拟装置的仿真性能中至关重要。
目前，人们通常使用硅胶、乳胶等材料来制作模拟消化道模型，可很好的重现消化道内的消化环境，如无粘性、不溶于水、不与酸碱起反应、耐高低温等。
但是，现有的这些用硅胶、乳胶制作的消化道模型的内部生理结构均为平滑、单一的，例如，小肠模型，这些小肠模型常具有以下结构缺陷：一是不具有小肠绒毛，使肠内接触食物面积过小，导致对实现小肠内的消化吸收的功能有限；二是肠液以直接添加形式体现，肠液分泌不均匀，导致实验的测定结果不准确。
并且，这些消化道模型常常被简单的制作为整体结构，例如，用硅胶或乳胶一次性成型成整胃，这些整胃不可以模拟胃窦和胃体之间的“回喷流”功能，导致实验的测定结果不准确。
同时，这些由硅胶、乳胶制作的消化道模型在仿真性能，例如硬度、膨胀率、弹性方面实际上并不尽如人意，与人真实的消化道依旧存在一定的差距。
因此，急需对仿生消化道进行创新升级以提升其仿真性能、提升其模拟真实人体消化道的消化环境(无粘性、不溶于水、不与酸碱起反应、耐高低温)以及消化道各部位的功能的真实性。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种仿生空肠及其制备方法。此仿生空肠是通过将基材(硅胶、乳胶或水凝胶中的一种或多种)和辅材(固化剂)按照一定的质量比(所述基材、硅油与固化剂之间的质量比为100:1.5～2.5:1.5～2.5)混合后涂抹于医学消化科精准人体肠道解剖模型空肠中制作而成的；此仿生空肠的仿真性能优越(邵尔A硬度为36±5、膨胀率为25±5％、弹性为250±50％)，且具有人真实空肠的形态和生理结构，可真实的模拟人空肠内的消化环境，例如，此仿生空肠的内部具有环形皱褶，可增加肠内表面积，进而可供空肠内微生物菌群更好的消化吸收食物，同时，此仿生空肠的内部具有小肠绒毛且小肠绒毛为中空结构，可分泌肠液，极大地重现空肠内的消化吸收的功能，因此，此仿生空肠可模拟食品、药品、微生物等在消化系统空肠中的真实功能，在食品、药品的研究过程中具有极大的应用前景。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种仿生空肠的制备方法，所述方法为将可塑性材料放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中进行建模，取下人体空肠解剖模型，在可塑性材料的每一个与人体空肠解剖模型上小肠绒毛相对应的凹陷处用针状物戳出小洞，将针状物继续保留在可塑性材料上并对可塑性材料进行固化成型，得到具有真实空肠内部生理结构的空肠模具；按照一定的质量比将制作仿生空肠的基材和辅材进行混合，得到仿生空肠原材料；按照一定的厚度将仿生空肠原材料涂抹在空肠模具与人体空肠解剖模型相接触的一面，静置使涂抹在空肠模具表面的仿生空肠原材料凝固成型，拔出针状物并脱去空肠模具，得到具有小肠绒毛且为中空的仿生空肠；
或所述方法为将可塑性材料放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中进行建模，取下人体空肠解剖模型，在可塑性材料的每一个与人体空肠解剖模型上小肠绒毛相对应的凹陷处用针状物戳出小洞，将针状物继续保留在可塑性材料上并对可塑性材料进行固化成型，得到具有真实空肠内部生理结构的空肠模具；按照一定的质量比将制作仿生空肠的基材和辅材进行混合，得到仿生空肠原材料；按照一定的厚度将仿生空肠原材料涂抹在空肠模具与人体空肠解剖模型相接触的一面，静置使涂抹在空肠模具表面的仿生空肠原材料凝固成型，仅拔出针状物，得到具有小肠绒毛且为中空的仿生空肠；在仿生空肠不与空肠模具相接触的那一面上覆盖一层隔离物，按照一定的厚度将仿生空肠原材料涂抹在隔离物不与仿生空肠相接触的那一面上，静置使涂抹在隔离物表面的仿生空肠原材料凝固成型，去除隔离物并脱去空肠模具，得到具有空肠生理结构绒毛，且可分泌肠液的仿生空肠；
所述基材包含硅胶、乳胶或水凝胶中的一种或多种；所述辅材包含硅油和/或固化剂。
在本发明的一种实施方式中，所述医学消化科精准人体肠道解剖模型为真实肠道1:1中空模型。
在本发明的一种实施方式中，所述可塑性材料包含陶土、石蜡、玻璃或钢铁。
在本发明的一种实施方式中，所述可塑性材料包含陶土、石蜡、玻璃或钢铁。
在本发明的一种实施方式中，所述陶土为软陶泥。
在本发明的一种实施方式中，所述方法为将软陶泥放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中进行建模，取下人体空肠解剖模型，在软陶泥的每一个与人体空肠解剖模型上小肠绒毛相对应的凹陷处用针状物戳出小洞，将针状物继续保留在软陶泥上并将软陶泥进行烤制使其固化成型，自然冷却以防止模具快速冷却产生裂缝，得到具有真实空肠内部生理结构的空肠模具；按照一定的质量比将制作仿生空肠的基材和辅材进行混合后放入真空机中抽真空排泡，得到仿生空肠原材料；按照一定的厚度将仿生空肠原材料涂抹在空肠模具的内侧，静置使涂抹在空肠模具表面的仿生空肠原材料凝固成型，拔出针并脱去空肠模具，得到具有小肠绒毛且为中空的仿生空肠；
或所述方法为先将软陶泥放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中进行建模，取下人体空肠解剖模型，在软陶泥的每一个与人体空肠解剖模型上小肠绒毛相对应的凹陷处用针状物戳出小洞，将针状物继续保留在软陶泥上并将软陶泥进行烤制使其固化成型，自然冷却以防止模具快速冷却产生裂缝，得到具有真实空肠内部生理结构的空肠模具；按照一定的质量比将制作仿生空肠的基材和辅材进行混合后放入真空机中抽真空排泡，得到仿生空肠原材料；按照一定的厚度将仿生空肠原材料涂抹在空肠模具的内侧，静置使涂抹在空肠模具表面的仿生空肠原材料凝固成型，仅拔出针，得到具有小肠绒毛且为中空的仿生空肠；在仿生空肠不与空肠模具相接触的那一面上覆盖一层隔离物，按照一定的厚度将无气泡混合原材料涂抹在隔离物不与仿生空肠相接触的那一面上，静置使涂抹在隔离物表面的仿生空肠原材料凝固成型，去除隔离物并脱去空肠模具，得到具有空肠生理结构绒毛，且可分泌肠液的仿生空肠。
在本发明的一种实施方式中，所述烤制的时间为15～30min。
在本发明的一种实施方式中，所述小洞的直径为0.2～1mm
在本发明的一种实施方式中，所述在软陶泥的每一个与人体空肠解剖模型上小肠绒毛相对应的凹陷处戳出小洞时，应使针状物穿透软陶泥并使针状物的一端超出软陶泥与人体空肠解剖模型相接触的那一面至少2mm。
在本发明的一种实施方式中，所述空肠模具的直径为2～3cm，长度20～30cm。
在本发明的一种实施方式中，所述基材、硅油与固化剂之间的质量比为100:(1.5～2.5):(1.5～2.5)。
在本发明的一种实施方式中，所述基材与辅材之间的质量比为100:2:2。
在本发明的一种实施方式中，所述基材为硅胶。
在本发明的一种实施方式中，所述硅胶为透明硅胶或半透明硅胶。
在本发明的一种实施方式中，所述固化剂包含正硅酸乙酯、乙烯基三胺、DETA氨乙基哌嗪AE、间苯二胺m-PDAMPD、二氨基二苯基甲烷DDM或HT-972DEH-50中的一种或多种。
在本发明的一种实施方式中，所述抽真空排泡的条件为真空机负压-0.1～0.09MPa、时间5～10min。
在本发明的一种实施方式中，所述抽真空排泡的条件为真空机负压0.09MPa、时间7min。
在本发明的一种实施方式中，所述仿生空肠原材料涂抹在空肠模具表面的厚度为1.5～2.5mm。
在本发明的一种实施方式中，所述仿生空肠原材料涂抹在空肠模具表面的厚度为2mm。
在本发明的一种实施方式中，所述静置的时间为2～4h。
在本发明的一种实施方式中，所述静置的时间为3h。
在本发明的一种实施方式中，所述隔离物包含油性纸或保鲜膜。
在本发明的一种实施方式中，所述仿生空肠原材料涂抹在隔离物表面表面的厚度为1.5～2.5mm。
在本发明的一种实施方式中，所述仿生空肠原材料涂抹在隔离物表面表面的厚度为2mm。
本发明提供了应用上述一种仿生空肠的制备方法制备得到的仿生空肠。
本发明提供了上述一种仿生空肠的制备方法或上述制备得到的仿生空肠在模拟人体实际消化系统中的应用。
有益效果：
(1)本发明的仿生空肠仿真性能优越(邵尔A硬度为36±5、膨胀率为25±5％、弹性为250±50％)，具有人真实空肠的形态和生理结构，可真实的模拟人空肠内的消化环境；
(2)本发明的仿生空肠的内部具有环形皱褶，可增加肠内表面积，进而可供空肠内微生物菌群更好的消化吸收食物；
(3)本发明的仿生空肠的内部具有小肠绒毛且小肠绒毛可为双层的中空结构，若将肠液填充至中空部分即可使小肠绒毛在蠕动过程中自动分泌肠液，极大地重现空肠内的消化吸收的功能；
(4)本发明的仿生空肠可为动态透明或半透明的，能实现真实且实时的空肠内部消化状态的体外观察；
(5)本发明的仿生空肠以硅胶为基材，具有无粘性、不溶于水、不与酸碱起反应、耐高低温等优势，可很好的重现空肠内的消化吸收环境；
(6)本发明的仿生空肠可模拟食品、药品、微生物等在消化系统空肠中的真实功能，在食品、药品的研究过程中具有极大的应用前景。
附图说明
图1：本发明仿生空肠的正面照片；
图2：本发明仿生空肠的反面照片；
图3：本发明仿生空肠的小肠绒毛照片；
图4：本发明仿生空肠的小肠绒毛照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步的阐述。
下述实施例中涉及的检测方法如下：
肠面积检测方法：
S＝2πr1h1+n(π-1)r2h2；
其中，S为肠面积，r1为肠半径，h1为肠高，n为肠壁数量，r2为肠壁半径，h2为肠壁高。
透明度检测方法：
采用目测，观察硅胶是否透明、透亮，有气泡，并拉伸一下硅胶，看是否发白，发白的是不透明的，将大米、玉米等食物放入硅胶内部中，看是否可清晰的看到食物的外观。
若可清晰看到食物的表面，则透明度好；若可看到食物的轮廓，则透明度适中；若看不到食物的物象，则透明度差。
硬度(邵尔硬度)检测方法：
用邵尔硬度计进行测定，以硬度计的压针压在胃的表面，测量压针压入胃表面的深度。
膨胀率检测方法：
Pe＝(W*m/A)×100％；
其中，Pe为膨胀率，W为总平衡荷重，A为硅胶面积，m为加压设备的杠杆比。
弹性检测方法：
在拉力试验机上对硅胶进行拉伸测试，测量硅胶轴向伸长量和横向伸长量，直到硅胶断裂为止。
C＝(D-d)×100％/d；
其中，C为弹性率，D为伸长量，d为硅胶初长量。
绒毛分泌肠液功能检测：
将仿生空肠通过管道的法兰接口固定于肠道可视化仿生反应器中(肠道可视化仿生反应器参见公开号为CN108318625A的发明专利)，加入100ml胰液到硅胶仿生十二指肠中，运行反应器10min，观察分泌胰液的体积。
实施例1：仿生空肠的制备
(1)准备陶泥：将软陶泥反复揉捏，得到延展性较好的软陶泥；
(2)空肠模具压制：将揉好的软陶泥进行放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中，用力挤压，取下人体空肠解剖模型，得到具有真实空肠内部生理结构的软陶泥空肠模具，模具直径2cm，长度25cm；
(3)中空绒毛制作：取直径为0.5mm针若干，扎在上述模具上的每一个印记处，戳直径1mm，深5mm的小洞，针继续保留在模具内部
(4)空肠模具烤制成型：将空肠模具放入烤箱140℃烤制15分钟，使空肠模具固化成型，自然冷却，得到仿生空肠模具；
(8)准备硅胶：将按100:2:2的透明硅胶、硅油与固化剂正硅酸乙酯置于烧杯中，充分搅拌，混合均匀；
(9)将混合均匀的硅胶放入真空机中，负压0.09MPa，抽真空排泡，时间5分钟，得到无气泡硅胶；
(10)将上述得到的仿生空肠模具表面均匀涂抹无气泡硅胶，厚度约1.5mm；
(11)将涂抹均匀的空肠模具静置2小时，使其彻底凝固成型后，将模具外的针拔掉，得到具有小肠绒毛且为中空的空肠硅胶模型；
(12)将上述仅拔掉针，未脱落硅胶的空肠模具表面覆盖一张油性纸，外侧放置一直径为2cm，高4cm的空心圆柱体，固定粘好；
(13)将空肠模具的油性纸和圆柱体之间的空隙均匀涂抹无气泡的硅胶，静置2小时，待其彻底凝固成型；
(14)将凝固好的硅胶模具放置于水中10分钟，待水将油性纸软化后，将油性纸从空心圆柱体中取出；
(15)将硅胶脱去空肠模具后，再经过一定的修剪处理，可得到具有空肠生理结构肠壁皱褶和绒毛，且绒毛可分泌肠液的仿生空肠硅胶模型。
实施例2：仿生空肠的制备
(1)准备陶泥：将软陶泥反复揉捏，得到延展性较好的软陶泥；
(2)空肠模具压制：将揉好的软陶泥进行放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中，用力挤压，取下人体空肠解剖模型，得到具有真实空肠内部生理结构的软陶泥空肠模具，模具直径2.5cm，长度25cm；
(3)中空绒毛制作：取直径为0.3mm针若干，扎在上述模具上的每一个印记处，戳直径0.5mm，深5mm的小洞，针继续保留在模具内部
(4)空肠模具烤制成型：将空肠模具放入烤箱150℃烤制20分钟，使空肠模具固化成型，自然冷却，得到仿生空肠模具；
(8)准备硅胶：将按100:1.5:2的透明硅胶、硅油与固化剂乙烯基三胺置于烧杯中，充分搅拌，混合均匀；
(9)将混合均匀的硅胶放入真空机中，负压0.09MPa，抽真空排泡，时间5分钟，得到无气泡硅胶；
(10)将上述得到的仿生空肠模具表面均匀涂抹无气泡硅胶，厚度约2mm；
(11)将涂抹均匀的空肠模具静置4小时，使其彻底凝固成型后，将模具外的针拔掉，得到具有小肠绒毛且为中空的空肠硅胶模型；
(12)将上述仅拔掉针，未脱落硅胶的空肠模具表面覆盖一张油性纸，外侧放置一直径为2cm，高4cm的空心圆柱体，固定粘好；
(13)将空肠模具的油性纸和圆柱体之间的空隙均匀涂抹无气泡的硅胶，静置1小时，待其彻底凝固成型；
(14)将凝固好的硅胶模具放置于水中10分钟，待水将油性纸软化后，将油性纸从空心圆柱体中取出；
(15)将硅胶脱去空肠模具后，再经过一定的修剪处理，可得到具有空肠生理结构肠壁皱褶和绒毛，且绒毛可分泌肠液的仿生空肠硅胶模型。
实施例3：仿生空肠的制备
(1)准备陶泥：将软陶泥反复揉捏，得到延展性较好的软陶泥；
(2)空肠模具压制：将揉好的软陶泥进行放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中，用力挤压，取下人体空肠解剖模型，得到具有真实空肠内部生理结构的软陶泥空肠模具，模具直径3cm，长度30cm；
(3)中空绒毛制作：取直径为0.1mm针若干，扎在上述模具上的每一个印记处，戳直径0.2mm，深5mm的小洞，针继续保留在模具内部
(4)空肠模具烤制成型：将空肠模具放入烤箱130℃烤制30分钟，使空肠模具固化成型，自然冷却，得到仿生空肠模具；
(8)准备硅胶：将按100:2:2.5的透明硅胶、硅油与固化剂二氨基二苯基甲烷DDM置于烧杯中，充分搅拌，混合均匀；
(9)将混合均匀的硅胶放入真空机中，负压0.09MPa，抽真空排泡，时间5分钟，得到无气泡硅胶；
(10)将上述得到的仿生空肠模具表面均匀涂抹无气泡硅胶，厚度约2.5mm；
(11)将涂抹均匀的空肠模具静置1小时，使其彻底凝固成型后，将模具外的针拔掉，得到具有小肠绒毛且为中空的空肠硅胶模型；
(12)将上述仅拔掉针，未脱落硅胶的空肠模具表面覆盖一张油性纸，外侧放置一直径为2cm，高4cm的空心圆柱体，固定粘好；
(13)将空肠模具的油性纸和圆柱体之间的空隙均匀涂抹无气泡的硅胶，静置1小时，待其彻底凝固成型；
(14)将凝固好的硅胶模具放置于水中10分钟，待水将油性纸软化后，将油性纸从空心圆柱体中取出；
(15)将硅胶脱去空肠模具后，再经过一定的修剪处理，可得到具有空肠生理结构肠壁皱褶和绒毛，且绒毛可分泌肠液的仿生空肠硅胶模型。
对比例1：仿生空肠的制备(无绒毛)
(1)准备陶泥：将软陶泥反复揉捏，得到延展性较好的软陶泥；
(2)空肠模具压制：将揉好的软陶泥进行放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中，用力挤压，取下人体空肠解剖模型，得到具有真实空肠内部生理结构的软陶泥空肠模具，模具直径2.5cm，长度30cm；
(4)空肠模具烤制成型：将空肠模具放入烤箱130℃烤制30分钟，使空肠模具固化成型，自然冷却，得到仿生空肠模具；
(8)准备硅胶：将按100:1.5:2.5的透明硅胶、硅油与固化剂正硅酸乙酯置于烧杯中，充分搅拌，混合均匀；
(9)将混合均匀的硅胶放入真空机中，负压0.09MPa，抽真空排泡，时间5分钟，得到无气泡硅胶；
(10)将上述得到的仿生空肠模具表面均匀涂抹无气泡硅胶，厚度约2mm；
(11)将涂抹均匀的空肠模具静置1小时，使其彻底凝固成型；
(15)将硅胶脱去空肠模具后，再经过一定的修剪处理，可得到具有空肠生理结构肠壁皱褶的仿生空肠硅胶模型。
对比例2：仿生空肠的制备(混合后硅胶不抽真空)
(1)准备陶泥：将软陶泥反复揉捏，得到延展性较好的软陶泥；
(2)空肠模具压制：将揉好的软陶泥进行放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中，用力挤压，取下人体空肠解剖模型，得到具有真实空肠内部生理结构的软陶泥空肠模具，模具直径2.5cm，长度30cm；
(3)中空绒毛制作：取直径为0.2mm针若干，扎在上述模具上的每一个印记处，戳直径0.5mm，深5mm的小洞，针继续保留在模具内部
(4)空肠模具烤制成型：将空肠模具放入烤箱140℃烤制20分钟，使空肠模具固化成型，自然冷却，得到仿生空肠模具；
(8)准备硅胶：将按100:2.5:1.5的透明硅胶、硅油与固化剂正硅酸乙酯置于烧杯中，充分搅拌，混合均匀；
(9)将上述得到的仿生空肠模具表面均匀涂抹硅胶，厚度约2mm；
(10)将涂抹均匀的空肠模具静置2小时，使其彻底凝固成型后，将模具外的针拔掉，得到具有小肠绒毛且为中空的空肠硅胶模型；
(11)将上述仅拔掉针，未脱落硅胶的空肠模具表面覆盖一张油性纸，外侧放置一直径为2cm，高4cm的空心圆柱体，固定粘好；
(12)将空肠模具的油性纸和圆柱体之间的空隙均匀涂抹无气泡的硅胶，静置2小时，待其彻底凝固成型；
(13)将凝固好的硅胶模具放置于水中10分钟，待水将油性纸软化后，将油性纸从空心圆柱体中取出；
(14)将硅胶脱去空肠模具后，再经过一定的修剪处理，可得到具有空肠生理结构肠壁皱褶和绒毛，且绒毛可分泌肠液的仿生空肠硅胶模型。
对比例3：仿生空肠的制备(涂涂抹硅胶厚度增加)
(1)准备陶泥：将软陶泥反复揉捏，得到延展性较好的软陶泥；
(2)空肠模具压制：将揉好的软陶泥进行放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中，用力挤压，取下人体空肠解剖模型，得到具有真实空肠内部生理结构的软陶泥空肠模具，模具直径2.5cm，长度30cm；
(3)中空绒毛制作：取直径为0.4mm针若干，扎在上述模具上的每一个印记处，戳直径0.6mm，深5mm的小洞，针继续保留在模具内部
(4)空肠模具烤制成型：将空肠模具放入烤箱130℃烤制30分钟，使空肠模具固化成型，自然冷却，得到仿生空肠模具；
(8)准备硅胶：将按100:2:2的透明硅胶、硅油与固化剂正硅酸乙酯置于烧杯中，充分搅拌，混合均匀；
(9)将混合均匀的硅胶放入真空机中，负压0.09MPa，抽真空排泡，时间5分钟，得到无气泡硅胶；
(10)将上述得到的仿生空肠模具表面均匀涂抹无气泡硅胶，厚度约6mm；
(11)将涂抹均匀的空肠模具静置2小时，使其彻底凝固成型后，将模具外的针拔掉，得到具有小肠绒毛且为中空的空肠硅胶模型；
(12)将上述仅拔掉针，未脱落硅胶的空肠模具表面覆盖一张油性纸，外侧放置一直径为2cm，高4cm的空心圆柱体，固定粘好；
(13)将空肠模具的油性纸和圆柱体之间的空隙均匀涂抹无气泡的硅胶，静置2小时，待其彻底凝固成型；
(14)将凝固好的硅胶模具放置于水10分钟，待水将油性纸软化后，将油性纸从空心圆柱体中取出；
(15)将硅胶脱去空肠模具后，再经过一定的修剪处理，可得到具有空肠生理结构肠壁皱褶和绒毛，且绒毛可分泌肠液的仿生空肠硅胶模型。
对比例4：仿生空肠的制备(不添加硅油)
(1)准备陶泥：将软陶泥反复揉捏，得到延展性较好的软陶泥；
(2)空肠模具压制：将揉好的软陶泥进行放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中，用力挤压，取下人体空肠解剖模型，得到具有真实空肠内部生理结构的软陶泥空肠模具，模具直径2.5cm，长度30cm；
(3)中空绒毛制作：取直径为0.4mm针若干，扎在上述模具上的每一个印记处，戳直径0.6mm，深5mm的小洞，针继续保留在模具内部
(4)空肠模具烤制成型：将空肠模具放入烤箱130℃烤制30分钟，使空肠模具固化成型，自然冷却，得到仿生空肠模具；
(8)准备硅胶：将按100:2的透明硅胶与固化剂正硅酸乙酯置于烧杯中，充分搅拌，混合均匀；
(9)将混合均匀的硅胶放入真空机中，负压0.09MPa，抽真空排泡，时间5分钟，得到无气泡硅胶；
(10)将上述得到的仿生空肠模具表面均匀涂抹无气泡硅胶，厚度约2mm；
(11)将涂抹均匀的空肠模具静置2小时，使其彻底凝固成型后，将模具外的针拔掉，得到具有小肠绒毛且为中空的空肠硅胶模型；
(12)将上述仅拔掉针，未脱落硅胶的空肠模具表面覆盖一张油性纸，外侧放置一直径为2cm，高4cm的空心圆柱体，固定粘好；
(13)将空肠模具的油性纸和圆柱体之间的空隙均匀涂抹无气泡的硅胶，静置2小时，待其彻底凝固成型；
(14)将凝固好的硅胶模具放置于水10分钟，待水将油性纸软化后，将油性纸从空心圆柱体中取出；
(15)将硅胶脱去空肠模具后，再经过一定的修剪处理，可得到具有空肠生理结构肠壁皱褶和绒毛，且绒毛可分泌肠液的仿生空肠硅胶模型。
对比例5：仿生空肠的制备(添加甘油)
(1)准备陶泥：将软陶泥反复揉捏，得到延展性较好的软陶泥；
(2)空肠模具压制：将揉好的软陶泥进行放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中，用力挤压，取下人体空肠解剖模型，得到具有真实空肠内部生理结构的软陶泥空肠模具，模具直径2.5cm，长度30cm；
(3)中空绒毛制作：取直径为0.4mm针若干，扎在上述模具上的每一个印记处，戳直径0.6mm，深5mm的小洞，针继续保留在模具内部
(4)空肠模具烤制成型：将空肠模具放入烤箱130℃烤制30分钟，使空肠模具固化成型，自然冷却，得到仿生空肠模具；
(8)准备硅胶：将按100:2:2的透明硅胶、甘油与固化剂正硅酸乙酯置于烧杯中，充分搅拌，混合均匀；
(9)将混合均匀的硅胶放入真空机中，负压0.09MPa，抽真空排泡，时间5分钟，得到无气泡硅胶；
(10)将上述得到的仿生空肠模具表面均匀涂抹无气泡硅胶，厚度约6mm；
(11)将涂抹均匀的空肠模具静置2小时，使其彻底凝固成型后，将模具外的针拔掉，得到具有小肠绒毛且为中空的空肠硅胶模型；
(12)将上述仅拔掉针，未脱落硅胶的空肠模具表面覆盖一张油性纸，外侧放置一直径为2cm，高4cm的空心圆柱体，固定粘好；
(13)将空肠模具的油性纸和圆柱体之间的空隙均匀涂抹无气泡的硅胶，静置2小时，待其彻底凝固成型；
(14)将凝固好的硅胶模具放置于水10分钟，待水将油性纸软化后，将油性纸从空心圆柱体中取出；
(15)将硅胶脱去空肠模具后，再经过一定的修剪处理，可得到具有空肠生理结构肠壁皱褶和绒毛，且绒毛可分泌肠液的仿生空肠硅胶模型。
实施例4：仿生空肠的检测
取同长度的人体空肠解剖模型、实施例1-3制备得到的仿生空肠、对比例1-5制备得到的仿生空肠以及国外同类产品(购自美国DragonSkin公司的Fast4型号的硅胶仿生空肠)进行肠面积、透明度、硬度、膨胀率、弹性检测以及绒毛功能检测，检测结果如表1。
由表1可知，本发明的仿生空肠与空指肠的指标对比较为接近，与国外同类产品对比，指标较优，因此，本发明的仿生空肠可替代真实空肠来预测活体试验，完全代替或部分代替活体试验，达到降低成本和时间、提高重复性和准确性的目的，而且没有理论的限制。
表1性能检测结果
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (30)

1.一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述方法为将可塑性材料放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中进行建模，取下人体空肠解剖模型，在可塑性材料的每一个与人体空肠解剖模型上小肠绒毛相对应的凹陷处用针状物戳出小洞，将针状物继续保留在可塑性材料上并对可塑性材料进行固化成型，得到具有真实空肠内部生理结构的空肠模具；按照一定的质量比将制作仿生空肠的基材和辅材进行混合，得到仿生空肠原材料；按照一定的厚度将仿生空肠原材料涂抹在空肠模具与人体空肠解剖模型相接触的一面，静置使涂抹在空肠模具表面的仿生空肠原材料凝固成型，拔出针状物并脱去空肠模具，得到具有小肠绒毛且为中空的仿生空肠；
或所述方法为将可塑性材料放入医学消化科精准人体空肠解剖模型中进行建模，取下人体空肠解剖模型，在可塑性材料的每一个与人体空肠解剖模型上小肠绒毛相对应的凹陷处用针状物戳出小洞，将针状物继续保留在可塑性材料上并对可塑性材料进行固化成型，得到具有真实空肠内部生理结构的空肠模具；按照一定的质量比将制作仿生空肠的基材和辅材进行混合，得到仿生空肠原材料；按照一定的厚度将仿生空肠原材料涂抹在空肠模具与人体空肠解剖模型相接触的一面，静置使涂抹在空肠模具表面的仿生空肠原材料凝固成型，仅拔出针状物，得到具有小肠绒毛且为中空的仿生空肠；在仿生空肠不与空肠模具相接触的那一面上覆盖一层隔离物，按照一定的厚度将仿生空肠原材料涂抹在隔离物不与仿生空肠相接触的那一面上，静置使涂抹在隔离物表面的仿生空肠原材料凝固成型，去除隔离物并脱去空肠模具，得到具有空肠生理结构绒毛，且可分泌肠液的仿生空肠；
所述基材包含硅胶、乳胶或水凝胶中的一种或多种；所述辅材包含硅油和/或固化剂。
2.如权利要求1所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述可塑性材料包含陶土、石蜡、玻璃或钢铁。
3.如权利要求1或2所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述小洞的直径为0.2～1mm 。
4.如权利要求1所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述在可塑性材料的每一个与人体空肠解剖模型上小肠绒毛相对应的凹陷处戳出小洞时，应使针状物穿透可塑性材料并使针状物的一端超出可塑性材料与人体空肠解剖模型相接触的那一面至少2mm。
5.如权利要求2所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述在可塑性材料的每一个与人体空肠解剖模型上小肠绒毛相对应的凹陷处戳出小洞时，应使针状物穿透可塑性材料并使针状物的一端超出可塑性材料与人体空肠解剖模型相接触的那一面至少2mm。
6.如权利要求3所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述在可塑性材料的每一个与人体空肠解剖模型上小肠绒毛相对应的凹陷处戳出小洞时，应使针状物穿透可塑性材料并使针状物的一端超出可塑性材料与人体空肠解剖模型相接触的那一面至少2mm。
7.如权利要求1所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述基材、硅油与固化剂之间的质量比为100:(1.5～2.5):(1.5～2.5)。
8.如权利要求2所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述基材、硅油与固化剂之间的质量比为100:(1.5～2.5):(1.5～2.5)。
9.如权利要求3所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述基材、硅油与固化剂之间的质量比为100:(1.5～2.5):(1.5～2.5)。
10.如权利要求4所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述基材、硅油与固化剂之间的质量比为100:(1.5～2.5):(1.5～2.5)。
11.如权利要求1所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述仿生空肠原材料需进行抽真空排泡后才可涂抹至空肠模具上；所述抽真空排泡的条件为真空机负压-0.1～0.09MPa、时间5～10min。
12.如权利要求2所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述仿生空肠原材料需进行抽真空排泡后才可涂抹至空肠模具上；所述抽真空排泡的条件为真空机负压-0.1～0.09MPa、时间5～10min。
13.如权利要求3所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述仿生空肠原材料需进行抽真空排泡后才可涂抹至空肠模具上；所述抽真空排泡的条件为真空机负压-0.1～0.09MPa、时间5～10min。
14.如权利要求4所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述仿生空肠原材料需进行抽真空排泡后才可涂抹至空肠模具上；所述抽真空排泡的条件为真空机负压-0.1～0.09MPa、时间5～10min。
15.如权利要求5所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述仿生空肠原材料需进行抽真空排泡后才可涂抹至空肠模具上；所述抽真空排泡的条件为真空机负压-0.1～0.09MPa、时间5～10min。
16.如权利要求1所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述仿生空肠原材料涂抹在空肠模具表面的厚度为1.5～2.5mm。
17.如权利要求2所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述仿生空肠原材料涂抹在空肠模具表面的厚度为1.5～2.5mm。
18.如权利要求3所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述仿生空肠原材料涂抹在空肠模具表面的厚度为1.5～2.5mm。
19.如权利要求4所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述仿生空肠原材料涂抹在空肠模具表面的厚度为1.5～2.5mm。
20.如权利要求5所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述仿生空肠原材料涂抹在空肠模具表面的厚度为1.5～2.5mm。
21.如权利要求6所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述仿生空肠原材料涂抹在空肠模具表面的厚度为1.5～2.5mm。
22.如权利要求1所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述静置的时间为2～4h。
23.如权利要求2所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述静置的时间为2～4h。
24.如权利要求3所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述静置的时间为2～4h。
25.如权利要求4所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述静置的时间为2～4h。
26.如权利要求5所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述静置的时间为2～4h。
27.如权利要求6所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述静置的时间为2～4h。
28.如权利要求7所述的一种仿生空肠的制备方法，其特征在于，所述静置的时间为2～4h。
29.应用权利要求1-28任一所述的一种仿生空肠的制备方法制备得到的仿生空肠。
30.权利要求1-28任一所述的一种仿生空肠的制备方法或权利要求29所述的制备得到的仿生空肠在模拟人体实际消化系统中的应用。
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