CN111051491A - 胃肠道模拟系统、用于其的隔室和方法 - Google Patents

胃肠道模拟系统、用于其的隔室和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111051491A
CN111051491A CN201880051059.XA CN201880051059A CN111051491A CN 111051491 A CN111051491 A CN 111051491A CN 201880051059 A CN201880051059 A CN 201880051059A CN 111051491 A CN111051491 A CN 111051491A
Authority
CN
China
Prior art keywords
compartment
container
simulation system
sealing
gastrointestinal tract
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880051059.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111051491B (zh
Inventor
路易斯-菲利普·马斯卡尔
马西莫·马尔佐拉蒂
蒂莫·温德尔斯
山姆·波瑟迈尔斯
彼得·范·登·阿贝勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prodigest BVBA
Original Assignee
Prodigest BVBA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prodigest BVBA filed Critical Prodigest BVBA
Publication of CN111051491A publication Critical patent/CN111051491A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111051491B publication Critical patent/CN111051491B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30—Anatomical models
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B01J19/0066—Stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B01J19/0073—Sealings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30—Anatomical models
    • G09B23/303—Anatomical models specially adapted to simulate circulation of bodily fluids
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30—Anatomical models
    • G09B23/32—Anatomical models with moving parts
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30—Anatomical models
    • G09B23/34—Anatomical models with removable parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0803—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J2219/085—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy creating magnetic fields

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

本申请公开了一种胃肠道模拟系统和用于该胃肠道模拟系统的隔室。所述隔室包括容器，所述容器具有被周边边缘部分围绕的开口顶部，以及气密的盖系统，所述盖系统配置成为放置到所述周边边缘部分上。所述盖系统包括主体，所述主体具有延伸通过所述主体并提供对所述容器的内部的进入的多个通道，所述多个通道包括用于流体转移管的通道和用于安装至少一个传感器部件的通道。所述盖系统被设置有用于密封所述多个通道的可释放密封元件，以及至少一个按压元件，该至少一个按压元件至少对于多个所述密封元件来说是共用的，并且配置成用于向相应密封元件中的每个施加压力以实现对相应通道的密封。

Description

胃肠道模拟系统、用于其的隔室和方法
技术领域
本发明涉及胃肠道模拟系统、用于这种系统的隔室、以及操作这种系统的方法。胃肠道模拟系统可以是任何单胃动物(包括人类)的模拟器。
背景技术
常规SHIME是人体肠道的动态模式，其包括分别模拟胃、小肠以及升结肠、横结肠和降结肠的5个隔室。胃隔室和小肠隔室通过控制pH和停留时间以及适当营养培养基、酶和胆汁盐的按剂量投配来模拟酶和理化环境。
通过控制pH、氧化还原势和停留时间，不同的结肠隔室各自都庇护微生物群落，该微生物群落在代谢活性和群落组成方面对应于体内情况。在该模型中，两周的典型稳定时段和两周的基础时段之后是处理和冲洗时段。
为了模拟胃肠道的操作，需要将各种流体添加到隔室。此外，需要管将内容物从一个隔室转移到另一个隔室，并且需要用于安装传感器的开口。因此，隔室的气密密封是麻烦的。
从美国专利4,457,339中，已知一种夹管阀模块，该夹管阀模块可以在用于在医学和生物学领域中执行测试的自动化分析装置中使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种胃肠道模拟系统的隔室，通过该隔室可以促进气密密封。
本发明的另一个目的是提供一种改善的流体转移系统，以用于将流体转移到胃肠道模拟系统的隔室中以及从该隔室转移流体。
本发明的另一个目的是提供一种改善的搅拌系统，以用于搅拌胃肠道模拟系统的隔室的内容物。
本发明的另一个目的是提供一种模拟人或动物胃肠道运行的方法。
本发明的第一方面提供了一种胃肠道模拟系统的隔室，包括容器，所述容器具有被周边边缘部分围绕的开口顶部，以及气密盖系统，所述气密盖系统配置成为放置到所述周边边缘部分上并在所述盖系统和所述容器之间形成气密密封，其中所述盖系统包括主体，所述主体具有延伸通过所述主体的多个通道，并且该多个通道使得能够进入所述容器的内部，所述多个通道包括配置成用于接收流体转移管的第一通道和配置成用于安装至少一个传感器部件的第二通道，并且其中所述盖系统被设置有用于密封所述多个通道的可释放密封元件，以及至少一个按压元件，所述至少一个按压元件至少对于多个所述密封元件来说是共用的并且配置成用于向所述相应密封元件中的每个施加压力以实现对所述相应通道的密封。
通过将可释放密封元件与公共按压元件组合设置，可以促进和/或简化隔室的气密密封。人们只需操作压紧元件以通过密封元件实现或释放通道的密封。这种结构的另一优点是其可以使胃肠道模拟系统的隔室小型化。
在根据本发明的实施例中，可释放密封元件可以各自包括：由密封材料制成的密封构件，其被设置用于压缩到插入相应通道中的相应管或传感器部件上或周围；以及弹簧构件(例如螺旋弹簧)，其作用在密封构件上以进行所述压缩。这提供了密封元件的简单构造。该实施例可以提供用于可释放密封元件的简单构造。
在根据本发明的实施例中，按压元件可以包括板状构件，该板状构件在按压位置和释放位置之间可移动地固定到盖系统的主体，在按压位置中板状构件向密封元件施加压力以实现通道的密封，并且在释放位置中密封元件处于释放状态。可移动夹具例如可以通过一个或多个螺纹件来实现，其中板状构件可通过拧入一个或多个螺纹件而从释放位置移动到按压位置，反之亦然。该实施例可以为按压构件提供简单构造。
在根据本发明的实施例中，气密盖系统的主体可以是中空的，具有内腔，可释放密封元件被布置在围绕所述腔的中空主体中，并且保持元件可以设置在所述腔中，所述保持元件包含用于所述管和所述传感器部件的所述第一通道和第二通道。该实施例的优点在于盖系统易于适应各种情况，如需要通过盖系统设置的管和传感器部件数量和尺寸。以此方式，为胃肠道模拟系统的每个不同隔室提供不同保持元件就可以足够了，而无需为每个隔室设计完整盖系统。此外，该保持元件可以与盖系统的外部部件分开设计，并且因此被优化以引导管从进入盖系统的入口点到出口点以及进入容器内部，例如通过用于管的具有轻微弯曲的通道。这种结构的另一优点是其可以使胃肠道模拟系统的隔室小型化。保持元件可以例如是3D打印部件。
在根据本发明的实施例中，按压元件或板状构件可包括切口，即具有带切口的形状，例如留有用于固定螺纹件的空间，盖系统的主体和容器借助于螺纹件来密封至彼此。
在根据本发明的实施例中，隔室可包括传感器探针，该传感器探针竖直通过盖系统延伸到容器中，“竖直”是指在平行于容器的高度轴线的方向上。通道可以同样竖直通过盖系统延伸。另外，通道可以围绕传感器探针径向间隔开。这种配置可以减小探针和通道所占据或需要的总体空间，从而形成紧凑盖系统。
具有用于传感器探针、通道和/或用于将板状构件固定到主体上和/或将主体密封到容器上的螺纹件的孔(优选地全部彼此平行地延伸，优选地竖直延伸)的结构的优点在于：可以促进或简化盖系统主体的制造，从而减小制造复杂性和/或成本。主体可以例如由塑料材料的主体制成，其中各种孔从相同方向钻入主体中。
在根据本发明的实施例中，主体和按压元件或板状构件可以是旋转对称部件。这可以进一步减小制造复杂度。
可与本文描述的本发明的其他方面和实施方式结合进行的本发明的第二方面提供了一种胃肠道模拟系统，其包括至少一个隔室，每个隔室包括容器，所述容器具有被周边边缘部分围绕的开口顶部，以及气密盖系统，所述气密盖系统配置成为放置到所述周边边缘部分上并在所述盖系统和所述容器之间形成气密密封，其中所述盖系统包括主体，所述主体具有延伸通过所述主体的多个通道，并且该多个通道使得能够进入所述容器的内部，所述多个通道包括配置成用于接收流体转移管的第一通道和配置成用于安装至少一个传感器部件的第二通道，所述流体转移管延伸穿过所述相应的第一通道和安装在所述第二通道内或上的传感器部件。胃肠道模拟系统还包括用于将流体转移到所述隔室中和从所述隔室转移流体的流体转移系统，所述流体转移系统包括：多个泵，优选为注射泵，用于经由所述流体转移管将流体泵入所述隔室和从所述隔室中泵出；以及具有夹管阀的夹管阀系统，每个夹管阀配置成用于打开和关闭所述液体转移管中的一个，其中所述夹管阀系统包括多个凸轮盘(针对每个夹管阀有一个凸轮盘)，以及用于同步驱动所述凸轮盘的旋转的公共心轴。
通过提供用于每个夹管阀的单独凸轮盘与公共驱动心轴相结合，可以简化夹管阀的操作序列的设置或“编程”：人们仅需要为每个夹管阀提供具有合适形状(例如，根据需要具有突起或凸轮以根据需要控制夹管阀的打开和关闭)的凸轮盘。例如通过步进电动机驱动的公共驱动心轴可以确保单独凸轮盘的同步旋转。为了改变一个夹管阀的操作，人们仅需要取出相应凸轮盘并用另一个凸轮盘替换它。
在根据本发明的实施例中，凸轮盘可以组装在公共心轴上，其中公共心轴具有旋转锁定形状，其中凸轮盘具有与所述旋转锁定形状相对应的中央开口。这可以简化夹管阀系统的构造。(在其他实施例中，凸轮盘的旋转也可以借助于齿轮系统来驱动和/或凸轮盘可能以其他方式彼此旋转地锁定。)
在根据本发明的实施例中，夹管阀可以包括弹簧加载指状件，其由凸轮盘上的凸轮致动。在其他实施例中，夹管阀可以由凸轮盘自身上的凸轮形成。
可与本文描述的本发明的其他方面和实施方式结合进行的本发明的第三方面提供了一种胃肠道模拟系统，其包括至少一个隔室，每个隔室包括容器，所述容器具有被周边边缘部分围绕的开口顶部，以及气密盖系统，所述气密盖系统配置成为放置到所述周边边缘部分上并在所述盖系统和所述容器之间形成气密密封，其中所述胃肠道模拟系统还包括所述至少一个隔室的所述至少一个容器放置在其中的水浴，以及用于搅拌至少一个容器的内容物的至少一个磁力搅拌系统，磁力搅拌系统包括：磁驱动器，所述磁驱动器安装在所述相应容器和所述水浴下方并被设置用于生成旋转磁场；永磁体，所述永磁体位于所述相应容器下方的所述水浴中并被设置用于与所述旋转磁场一起旋转并放大所述旋转磁场；以及在所述相应容器的底部处的第一搅拌元件，所述第一搅拌元件被设置成通过所述放大磁场旋转。
通过提供这种磁性驱动的搅拌元件，可以避免通过容器的壁或盖的机械联接搅拌元件的需要，并且因此可以更好地确保隔室内部的气密密封。在水浴中设置沿着所生成的磁场旋转并放大该磁场的永磁体可以确保容器中的搅拌元件的良好操作。此外，永磁体在水浴中的旋转也搅动了该水浴的内容物并且可以导致更均匀的温度。
在优选实施例中，相应隔室的容器可以是外部容器，并且隔室还可以包括安装在所述外部容器内的内部容器和位于所述内部容器底部处的第二搅拌元件，所述第二搅拌元件也被设置用于通过所述放大的磁场旋转。
在优选实施例中，第一和/或第二搅拌元件也可以是永磁体。
在优选实施例中，水浴中的永磁体、第一搅拌元件和/或第二搅拌元件可以为大体三棱柱形。
可与本文描述的本发明的其他方面和实施方式结合进行的本发明的第四方面提供了一种胃肠道模拟系统，包括至少一个隔室，所述隔室具有外部容器，所述外部容器具有被周边边缘部分围绕的开口顶部，以及气密盖系统，所述气密盖系统配置成为放置到所述周边边缘部分上并在所述盖系统和所述容器之间形成气密密封，其中所述胃肠道模拟系统还包括安装在所述外部容器内的内部容器，所述内部容器具有壁，该壁的至少一部分由透析膜形成。以此方式，内部容器可用于模拟小型已消化的化合物在肠中的吸附，其中膜模拟血-肠屏障。
在优选实施方式中，内部容器壁包括被所述透析膜围绕的圆柱形栅格结构。
可与本文描述的本发明的其他方面和实施方式结合进行的本发明的第五方面提供了一种胃肠道模拟系统，其包括至少一个隔室，所述至少一个隔室包含被粘蛋白覆盖的载体，所述粘蛋白表示衬在肠壁上的粘液层，以便模拟可支持附着到人和动物的肠壁中的可生长的微生物物种的增殖的粘膜隔室。
可与本文描述的本发明的其他方面和实施方式结合进行的本发明的第六方面提供了一种用于胃肠道模拟系统的隔室，其包括外部容器，该外部容器具有被周边边缘部分围绕的开口顶部，以及气密盖系统，该气密盖系统配置成为放置在周边边缘部分上并在盖系统和容器之间形成气密密封，盖系统被设置有用于检测容器中的过高液位的高液位检测装置，所述高液位检测装置包括通过所述盖系统的气体入口管和气体出口管，以及用于通过所述气体入口和气体出口管建立气流的装置，其中浮子安装在所述气体入口管和所述气体出口管中的至少一个的口部处，如果所述液体的液位变得过高，则所述浮子适于通过漂浮在所述容器中的所述液体上而从所述浮子对所述气流不会形成阻塞的自由流动位置升高到所述浮子对所述气流形成阻塞的阻塞位置。
可与本文描述的本发明的其他方面和实施方式结合进行的本发明的第七方面提供了一种模拟人或动物胃肠道运行的方法，包括以下步骤：用模拟胃肠道的生理流体的流体填充如本文所定义的胃肠道模拟系统的空隔室；以及操作所述胃肠道模拟系统以便在每个所述隔室中控制一个或多个或所有的以下参数：液体流量、温度、pH、离子强度、顶部空间、搅拌、压力、液体体积，每个参数根据预定值、范围或轨迹。
通过使用根据本文描述的实施例的胃肠道模拟系统，与常规的SHIME装置相比，人们可以测试10倍更少量(10-fold smaller，十分之一)的测试产品。另外，本发明克服了常规SHIME装置的有限通过量，即2个完整肠道或4个有限设置，并且允许例如以3步配置研究6个完整肠道、12个有限设置，或可以运行30个单独反应器。
附图说明
以下将参考附图更详细地讨论本发明，其中：
图1示出了根据本发明实施例的用于胃肠道模拟系统的隔室的横截面图。
图2以分解图示出了通过图1的隔室的部分的横截面，包括可释放密封元件。
图3示出了根据本发明的实施例的用于胃肠道模拟系统的流体转移系统的示意图。
图4示出了用于图3的流体转移系统的夹管阀系统的透视图。
图5示出了图4的夹管阀系统的细节。
图6示出了根据本发明的实施例的胃肠道模拟系统的截面图，包括磁力搅拌系统。
图7示出了图6的磁力搅拌系统的细节。
图8示出了根据本发明的另一个实施例的用于胃肠道模拟系统的隔室的横截面图，包括内部容器和外部容器。
图9示出了根据本发明的实施例的用于胃肠道模拟系统的隔室的高液位检测系统的示意图。
图10至图12示出了根据本发明的实施例的用于胃肠道模拟系统的隔室的另一个实施例的视图。
具体实施方式
将相对于特定实施例并参考某些附图来描述本发明，但是本发明不限于此，而是仅由权利要求书限制。所描述的附图仅是示意性的而非限制性的。在附图中，出于说明目的，一些元件的尺寸可能被放大并且未按比例绘制。尺寸和相对尺寸不一定对应于本发明实践的实际减小。
此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元素，而不一定必须用于描述顺序或时间顺序。术语在适当的情况下是可互换的，并且本发明的实施例可能以不同于本文描述或示出的其他顺序来操作。
此外，说明书和权利要求书中的术语顶部、底部、上方、下方等用于描述目的而不一定必须用于描述相对位置。这样使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文描述的本发明的实施例可能以不同于本文描述或示出的其他取向来操作。
此外，尽管被称为“优选的”，但各种实施例应被解释为可以实现本发明的示例性方式，而不是限制本发明的范围。
权利要求中使用的术语“包括”不应解释为限于其后列出的元件或步骤；它不排除其他元素或步骤。需要将其解释为指定所引用的所述特征、整数、步骤或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或部件、或其组的存在或添加。因此，表述“包括A和B的设备”的范围不应限于仅由组件A和B组成的设备，而是相对于本发明，设备的唯一列举的部件是A和B，并且另外，权利要求应当被解释为包括那些部件的等同物。
如图1至图2所示，实施例提供了胃肠道模拟系统的隔室100(也称为反应器)，其包括容器101，该容器具有被周边边缘部分102围绕的开口顶部，以及气密盖系统110，该气密盖系统配置成为放置到周边边缘部分上并在盖系统和容器之间形成气密密封。这意味着盖系统110配置成为装配在周边边缘部分102上，其方式为使得在将盖系统固定在所述边缘部分上的步骤之后获得气密密封。这可以通过许多方式来实现，例如涉及一个或多个密封环103，这些密封环对于本领域技术人员而言本身是已知的，并且因此在此无需进一步描述。
盖系统包括主体111，该主体具有延伸通过主体并提供对容器内部104的进入的多个通道112、113，所述多个通道包括配置成用于接收流体转移管113的第一通道112，和配置成用于安装至少一个传感器部件115的第二通道114(其也可以包括管线)。这意味着第一通道的尺寸和形状被设计用于接收流体转移管(用于转移液体和/或气体)，其方式为使得它们优选紧密地围绕管装配，并且在进入盖系统的入口点和朝向容器内部的出口点之间引导管，优选以获得平缓拐角以避免阻塞，并且第二通道配置成用于容纳传感器或传感器的至少一个部件，该传感器或传感器的至少一个部件继而被设置用于感测容器内部的参数。
盖系统110优选地设置有用于至少密封第一通道的可释放密封元件116，以及一个或多个按压元件117，该一个或多个按压元件至少对于多个密封元件来说是共用的并且配置成用于向每个密封元件施加压力以实现对多个通道的密封。在图2所示的实施例中，密封元件116各自包括螺旋弹簧、圆柱形构件和弹性密封环，其在使用中围绕管线，同时密封环被压缩到管线上或周围。通过这种构造，可以促进和/或简化隔室的气密密封。人们只需操作按压元件117，以通过密封元件116或至少那些具有由公共挤压元件117操作的密封元件的通道来实现或释放所有多个通道的密封。这种结构的另一优点是其可以使胃肠道模拟系统的隔室小型化。
在实施例中，可释放密封元件116可以各自包括：由密封材料制成的密封构件118，其被设置用于压缩到插入相应通道中的相应管或传感器部件上或周围；以及弹簧构件119(例如螺旋弹簧)，其作用在密封构件上以实现所述压缩。这提供了密封元件的简单构造。
在实施例中，按压元件可以包括板状构件117，该板状构件在按压位置和释放位置之间可移动地固定到盖系统的主体，在按压位置中板状构件向密封元件施加压力以实现通道的密封，并且在释放位置中密封元件处于释放状态。可移动夹具例如可以通过一个或多个螺纹件来实现，其中板状构件可通过拧入一个或多个螺纹件而从释放位置移动到按压位置，反之亦然。该实施例可以为按压构件提供简单构造。
在实施例中，气密盖系统的主体111可以是中空的，具有内腔120，可释放密封元件被布置在围绕所述腔的中空主体中，并且保持元件(未示出)可以设置在所述腔中，所述保持元件包含用于所述管和所述传感器部件的所述第一通道和第二通道的部分。在该实施例中，盖系统的主体可以实施为两部分，即设置为固定在容器上的底部部分122，以及顶部部分123，其中腔位于两者之间。在该实施例中，可释放密封元件116可以布置在中空主体的底部部分和顶部部分的围绕腔的壁上，优选地集成在壁中，并且内腔可以包含保持元件，该保持元件限定所有通道的期望形状，特别是从相应密封元件的位置直到容器内部。主体的顶部部分123被布置成封闭内腔120，为此顶部部分和底部部分可以设置有配合的螺纹和密封环以密封腔。该实施例的优点在于盖系统易于适应各种情况，如需要通过盖系统设置的管113和传感器部件115的数量和尺寸。以此方式，为胃肠道模拟系统的每个不同隔室提供不同保持元件121就可以足够了，而无需为每个隔室设计完整盖系统。换句话说，除了保持元件之外，每个隔室的盖系统可以是相同的。此外，该保持元件121可以与盖系统的外部部分开设计并且因此被优化以引导管从进入盖系统的入口点到出口点以及进入容器内部，例如通过用于管的具有轻微弯曲的通道。这种结构的另一优点是其可以使胃肠道模拟系统的隔室小型化。
保持元件(未示出)可以例如是3D打印部件，例如以聚酰胺或适合于3D打印的另一种材料。盖系统的主体111(特别是顶部部分和底部部分)可以例如由塑料材料制成，例如还有适合于3D打印的材料。容器101优选地由透明材料制成以使得能够视觉检查隔室的内容物。
隔室100可以被配备有如图所示的pH探针125，该pH探针可以位于中央并且通过设置在腔120中的保持元件来设置。因此，保持元件可为围绕pH探针的中央开口的所有管线提供所有通道，并且由此将所有管线引导至容器101中的正确位置。
在实施例中，由于上述结构，胃肠道模拟系统的隔室可以被小型化，使得容器具有例如5ml至100ml范围内的内部体积。
如图3至图5所示，实施例提供一种胃肠道模拟系统，其包括至少一个隔室100，例如如上所述。胃肠道模拟系统还包括用于将流体转移到所述隔室中和从所述隔室转移流体的流体转移系统。
流体转移系统优选地包括：多个泵，优选为注射泵132，其用于经由流体转移管131将流体泵入所述隔室100中和从所述隔室泵出；以及具有夹管阀134的夹管阀系统133，每个夹管阀配置成用于打开和关闭所述流体转移管131中的一个，其中夹管阀系统包括多个凸轮盘135(针对每个夹管阀有一个凸轮盘)以及用于同步驱动凸轮盘的旋转的公共心轴136。通过这种构造，可以简化夹管阀的操作顺序的设置或“编程”：人们仅需要为每个夹管阀提供具有合适形状(例如，根据需要具有突起或凸轮以根据需要控制夹管阀的打开和关闭)的凸轮盘。例如通过步进电动机137驱动的公共驱动心轴可以确保每个凸轮盘的同步旋转。为了改变一个夹管阀的操作，人们仅需要取出相应凸轮盘并用另一个凸轮盘替换它。
在根据本发明的实施例中，凸轮盘可以组装在公共心轴上，其中公共心轴具有旋转锁定形状，其中凸轮盘具有与所述旋转锁定形状相对应的中央开口。这可以简化夹管阀系统的构造。
在其他实施例中，凸轮盘的旋转也可以借助于齿轮系统来驱动和/或凸轮盘可能以其他方式彼此旋转地锁定。
在实施例中，夹管阀可以包括弹簧加载指状件138，其由凸轮盘上的凸轮139致动。凸轮盘可以配置成用于在3个位置之间移动指状件138：其中指状件138关闭管131的完全关闭位置，其中管打开但仍被指状件138夹住的80％打开位置，以及其中指状件138释放管以使得可以将其从夹管阀系统中移除并替换的完全打开位置。
在其他实施例中，夹管阀可以由凸轮盘自身上的凸轮形成。
在实施例中，在胃肠道模拟系统中可以有多个串行布置的隔室，例如2至10个串行布置的隔室，通常是5个串行布置的隔室。
在实施例中，如图5至图6所示，实施例提供一种胃肠道模拟系统，其包括至少一个隔室100，例如如上所述，其中胃肠道模拟系统还包括至少一个隔室的至少一个容器放置在其中的水浴140，以及用于搅拌至少一个容器的内容物的至少一个磁力搅拌系统141，该磁力搅拌系统包括：磁驱动器142(例如旋转电磁体)，其安装在相应容器101和水浴140下方并被设置用于生成旋转磁场；永磁体143，其位于相应容器下方的水浴中并被设置用于与所述旋转磁场一起旋转并放大所述旋转磁场；以及在相应容器101的底部处的第一搅拌元件144，其被设置成通过所述放大磁场旋转。
通过提供这种磁性驱动的搅拌元件，可以避免通过容器的壁或盖的机械联接搅拌元件的需要，并且因此可以更好地确保隔室内部的气密密封。在水浴中设置沿着所生成的磁场旋转并放大该磁场的永磁体143可以确保容器中的搅拌元件的良好操作。此外，永磁体143在水浴中的旋转也搅动了该水浴的内容物并且可以导致更均匀的温度。
在优选实施例中，相应隔室的容器可以是外部容器，并且隔室还可以包括安装在外部容器内的内部容器151且位于内部容器底部处的第二搅拌元件145，该第二搅拌元件也被设置用于通过放大的磁场旋转。这种实施例的示例在图8中示出并且将在下面进一步描述。
在优选实施例中，第一和/或第二搅拌元件144、145也可以是永磁体。
在优选实施例中，水浴中的永磁体143、第一搅拌元件144和/或第二搅拌元件145可以为大体三棱柱形的。它们可以是相应水浴/容器中的自由移动元件，或者可以通过附加定位元件(未显示)保持在适当位置。在图5所示的实施例中，在容器101的底部处还设置有探针支撑元件146，以支撑pH传感器探针125并避免探针与搅拌元件144之间接触。
在实施例中，如图8所示，提供了一种胃肠道模拟系统，包括至少一个隔室，该至少一个隔室具有外部容器101，该外部容器具有被周边边缘部分102围绕的开口顶部，以及气密盖系统110，该气密盖系统配置成为放置到周边边缘部分上并在盖系统和容器之间形成气密密封；以及安装在外部容器内的内部容器151，该内部容器具有至少一部分是由透析膜150形成的壁。以此方式，内部容器可用于模拟化合物在肠中的吸附，其中膜模拟血-肠屏障。
在优选实施方式中，内部容器壁包括被所述透析膜围绕的圆柱形栅格结构152。
在反应器容器中，优选的是气体输入和输出管线保持在容器液体无法到达的范围。当液体供应到容器并可能到达气体管时，高液位检测用于生成紧急停止。在像本文所述那些并且在不同于大气压的压力下工作以及能够被灭菌的小型反应器(例如，直径为25mm)中，用于高液位检测的现有技术解决方案是不合适的或笨重且昂贵的。为此，图9所示的根据本发明的实施例提供了用于胃肠道模拟系统的隔室，该隔室包括容器200，该容器具有被周边边缘部分围绕的开口顶部，以及气密盖系统201，该气密盖系统配置成为放置到周边边缘部分上并在盖系统和容器之间形成气密密封，盖系统被设置有用于检测容器中的过高液位的高液位检测装置202-205，高液位检测装置包括通过盖系统201的气体入口管203和气体出口管202、以及用于建立通过所述气体入口管和出口管的气流的装置(未示出，例如小型泵或通风机等)。浮子204安装在入口管203的口部处(也可以在出口管的口部处或两者处)，并且如果所述液体的液位变得过高，则适于通过漂浮在容器中的液体206上而从浮子对所述气流不会形成阻塞的自由流动位置(图9顶部所示)升高到浮子对所述气流形成阻塞的阻塞位置(图9底部所示)。
在所示的实施例中，浮子204采取放置在具有正方形横截面的保持器205中的中空圆柱体的形式，使得可以在圆柱体周围发生气流。显然，这可以通过许多方式进行。通常，在重力的影响下，浮子204位于向下的位置，与管203的口部相距较小距离，使得气体可以自由流动。当液位变得太高时，浮子204向上移动直到其上表面到达入口管203的口部并且以可检测的方式(例如借助于流量计)阻塞气流。阻塞不一定必须是嘴部的完全闭合；可检测到自由流和受阻流之间的差异就足够了(例如小5倍)。
这种高液位检测装置202-205提供了用于检测容器中的液位何时过高的简单构造。首先，不需要完全封闭入口管的口部的事实意味着不需要完美的密封。在胃肠道模拟系统的上下文中，不需要执行连续测量，因此用于检测液位的气流可能是间歇性的；实际上，其可能只需要很短的时间间隔。当浮子下降时，气流可以小到1Nl/min，并且当浮子上升时，气流可以为0.1Nl/min，因此液体上方顶部空间的压力保持基本稳定。这些检测装置在盖顶上的尺寸/占地面积可以小到5×5mm。保持器205的构造可以完全集成在本文其他地方所述的3D打印的保持元件中。对于气体供应和流量计，可以使用系统中已经存在的设备。
在实施例中，本文所述的胃肠道模拟系统的隔室可以包括用于转移以下流体的管线：营养培养基、胃分泌液、胰液、胆汁、小肠培养基和结肠悬浮液。此外，隔室可以被配备有以下传感器：pH探针、氧化还原探针、温度传感器、液位传感器、溶解氧传感器、压力传感器。
本发明的实施例提供了模拟人或动物胃肠道运行的方法，包括以下步骤：用模拟胃肠道的生理流体的流体填充如本文所述的胃肠道模拟系统的空隔室；以及操作胃肠道模拟系统以便在每个隔室中控制一个或多个或所有的以下参数：液体流量(例如，0-10ml/min)、温度(例如20-50℃)、pH(例如，范围是1到9)、离子强度(例如，范围是0到10M)、顶部空间(例如，0和100ml之间)、搅拌(例如，0-600rpm)、压力(例如，0-2巴)、液体体积(例如，0-100ml)，其各自根据预定值、范围或轨迹。优选范围是：液体流量0.1-6ml/min、温度35-40℃、pH范围是1.5到8、离子强度范围是0.01到5M、顶部空间在1和50ml之间、搅拌1-500rpm、压力0.1-1.5巴、液体体积5-50ml。
在实施例中，方法包括第一步骤：通过将H2O2气体引入空隔室中和/或通过将隔室的内部温度增加至40℃至121℃(15psi)范围内的值持续30分钟范围内的时间段来对胃肠道模拟系统的内部进行灭菌。
在实施例中，操作胃肠道模拟系统以便以预定速率将营养培养基从第一贮存器转移到第一隔室(5-50ml)；将模拟胃液从第二贮存器转移到第一隔室(0-10ml)；将胰液从第三贮存器转移到第三隔室(0-20ml)；以及根据所要求的保留时间，将每个隔室的内容物转移到连续隔室中。
在实施例中，该方法包括以下步骤：将测试样品引入胃肠道模拟系统的隔室中，其中所述测试样品选自由以下组成的组：微生物样品、药理活性剂、药物制剂、矿物质、食品和饲料化合物以及膳食纤维。
在实施例中，同时且相同地操作多个所述胃肠道模拟系统，并且其中所述胃肠道模拟系统中的一个或多个包含测试样品，并且胃肠道模拟系统中的一个或多个不包含测试样品。
图10至图12示出了根据本发明的胃肠道模拟系统的另一个实施例的截面图和透视图，该胃肠道模拟系统包括隔室300(也称为反应器)，该隔室具有容器301，该容器具有被周边边缘部分或凸缘302围绕的开口顶部，以及气密盖系统310，该气密盖系统配置成为放置到周边边缘部分上并在盖系统和容器之间形成气密密封。这意味着盖系统310配置成为装配在周边边缘部分302上，其方式为使得在将盖系统固定在所述边缘部分上的步骤之后获得气密密封。这可以通过许多方式来实现，例如涉及一个或多个密封环303，这些密封环对于本领域技术人员而言本身是已知的，并且因此在此无需进一步描述。
盖系统包括主体311，该主体具有延伸通过主体并提供对容器内部304的进入的多个通道312、314，所述多个通道包括：配置成用于接收流体转移管313的第一通道312和配置成用于安装至少一个传感器部件315的第二通道314(其也可以包括管线)，竖直通过盖系统延伸。第一和/或第二通道312、314的尺寸和形状分别被设置用于接收流体转移管(用于转移液体和/或气体)，分别为传感器部件或传感器管线，其方式为使得它们优选紧密地围绕管装配，并在进入盖系统的入口点(顶侧)和间朝向容器内部的出口点(底侧)之间引导管。
盖系统310优选地设置有用于至少密封第一通道的可释放密封元件316，以及一个或多个按压元件317，该一个或多个按压元件至少对于多个密封元件来说是共用的并且配置成用于向每个密封元件施加压力以实现对多个通道的密封。原理与图2所示的原理相同，密封元件316各自包括螺旋弹簧、圆柱形构件和弹性密封环，其在使用中围绕管线，同时密封环被压缩到管线上或周围。通过这种构造，可以促进和/或简化隔室的气密密封。人们只需操作按压元件317以通过密封元件316或至少那些具有由公共挤压元件317操作的密封元件的通道来实现或释放所有多个通道的密封。这种结构的另一优点是其可以使胃肠道模拟系统的隔室小型化。
在实施例中，可释放密封元件316可以各自包括：由密封材料制成的密封构件，其被设置用于压缩到插入相应通道中的相应管或传感器部件上或周围；以及弹簧构件(例如螺旋弹簧)，其作用在密封构件上以实现所述压缩。这提供了密封元件的简单构造。
在实施例中，按压元件可以包括板状构件317，该板状构件在按压位置和释放位置之间可移动地固定到盖系统的主体，在按压位置中板状构件向密封元件施加压力以实现通道的密封，并且在释放位置中密封元件处于释放状态。可移动夹具例如可以通过一个或多个螺纹件318来实现，其中板状构件可通过拧入一个或多个螺纹件而从释放位置移动到按压位置，反之亦然。该实施例可以为按压构件提供简单构造。
如图10至图12的实施例所示，通道312、314，用于接收用于固定板状构件317的固定螺纹件318的孔或钻孔319，用于接收用于将盖系统固定和密封在容器上的固定螺纹件或螺栓320(使用容纳容器凸缘的板322)的孔或钻孔321，以及还有其他孔或钻孔可以竖直通过盖系统延伸。由于所有这些孔都可以沿相同方向形成到主体中(例如，通过钻孔)，因此这有利于盖系统的主体311的制造。盖系统的主体311可以是如图所示的圆柱形主体，例如由塑料制成。容器301优选地由透明材料制成以使得能够视觉检查隔室的内容物。
隔室300可以被配备有如图所示的pH探针325，该pH探针可以位于中央并通过主体311来设置。通道314、315可以围绕用于pH探针的中央开口径向地间隔开，以便最小化通道所占据的空间并减小盖系统的尺寸。
如图所示，板状构件317可以是星形的，其中每个点通过保持在钻孔319中的螺纹件318固定到主体，并且每个点压缩弹簧323。星形是有利的，因为它留出了用于操作螺栓320的空间，主体311借助于螺栓来固定到板322，并且容器301的凸缘302被密封在它们之间。可替代地，板状构件可以具有带切口的任何形状(例如，三角形、加号形、带切口的圆形等)，所述切口为这些固定螺纹件或其他固定装置320提供空间。
如图所示，板状构件317以及还有主体311是旋转对称的部件，这可以有助于减小盖系统的制造复杂性和/或有助于其小型化。
在实施例中，由于上述结构，胃肠道模拟系统的隔室可以被小型化，使得容器具有例如5ml至100ml范围内的内部体积。

Claims (28)

1.一种胃肠道模拟系统的隔室，包括容器，所述容器具有被周边边缘部分围绕的开口顶部，以及气密的盖系统，所述盖系统配置为放置到所述周边边缘部分上，并在所述盖系统和所述容器之间形成气密密封，其中所述盖系统包括主体，所述主体具有延伸通过所述主体的多个通道，该多个通道使得能进入所述容器的内部，所述多个通道包括配置成用于接收流体转移管的第一通道，和配置成用于安装至少一个传感器部件的第二通道，并且其中，所述盖系统设置有用于密封所述多个通道的可释放的密封元件，以及至少一个按压元件，该至少一个按压元件至少对于多个所述密封元件来说是共用的，并且配置成用于向相应密封元件中的每个施加压力以实现相应通道的密封。
2.根据权利要求1所述的隔室，其中，可释放的所述密封元件每个都包括：由密封材料制成的密封构件，被设置为用于压缩到插入相应通道中的相应管或传感器部件上或周围；以及弹簧构件，作用在所述密封构件上以进行所述压缩。
3.根据权利要求1或2所述的隔室，其中，所述按压元件包括板状构件，所述板状构件能在按压位置和释放位置之间移动地固定到所述盖系统的所述主体，在所述按压位置中所述板状构件向所述密封元件施加压力以实现所述通道的密封，并且在所述释放位置中所述密封元件处于释放状态。
4.根据权利要求3所述的隔室，其中，所述板状构件能通过拧入一个或多个螺纹件而从所述释放位置移动到所述按压位置。
5.根据权利要求3或4所述的隔室，其中，所述板状构件包括留出用于固定螺纹件的空间的切口，所述盖系统的所述主体和所述容器借助于所述螺纹件来密封至彼此。
6.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，其中，气密的所述盖系统的所述主体是中空的，具有内部的腔，可释放的所述密封元件被布置在围绕所述腔的中空的主体中，并且其中，保持元件设置在所述腔中，所述保持元件包含用于所述管和所述传感器部件的所述第一通道和所述第二通道。
7.根据权利要求6所述的隔室，其中，所述保持元件是3D打印部件。
8.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，包括竖直地通过所述盖系统延伸到所述容器中的传感器探针。
9.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，其中，所述通道竖直地延伸通过所述盖系统。
10.根据权利要求7和8所述的隔室，其中，所述通道围绕所述传感器探针径向间隔开。
11.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，其中，所述主体和所述按压元件是旋转对称部件。
12.一种胃肠道模拟系统，包括至少一个根据权利要求1至11中任一项所述的隔室，所述流体转移管延伸穿过相应的所述第一通道，并且传感器部件安装在所述第二通道内或所述第二通道上。
13.根据权利要求12所述的胃肠道模拟系统，还包括用于将流体转移到所述隔室中和从所述隔室转移流体的流体转移系统，所述流体转移系统包括：多个注射泵，用于经由所述流体转移管将流体泵入所述隔室和从所述隔室中泵出；以及具有夹管阀的夹管阀系统，每个夹管阀配置成用于打开和关闭所述流体转移管中的一个，其中，所述夹管阀系统包括多个凸轮盘，针对每个夹管阀有一个凸轮盘，所述夹管阀系统还包括用于同步驱动所述凸轮盘的旋转的公共心轴。
14.根据权利要求13所述的胃肠道模拟系统，其中，所述凸轮盘组装在所述公共心轴上，并且其中，所述公共心轴具有旋转锁定形状，其中，所述凸轮盘具有与所述旋转锁定形状相对应的中央开口。
15.根据权利要求13或14所述的胃肠道模拟系统，其中，所述夹管阀包括由所述凸轮盘上的凸轮致动的弹簧加载指状件。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的胃肠道模拟系统，其中，所述胃肠道模拟系统还包括放置所述至少一个隔室的至少一个容器的水浴，以及用于搅拌至少一个容器的内容物的至少一个磁力搅拌系统，每个磁力搅拌系统包括：磁驱动器，安装在相应容器和所述水浴下方并被设置为用于生成旋转磁场；永磁体，位于所述水浴中并在相应容器下方，被设置为用于与所述旋转磁场一起旋转并放大所述旋转磁场；以及在相应容器的底部处的第一搅拌元件，设置成通过放大的所述磁场而旋转。
17.根据权利要求16所述的胃肠道模拟系统，其中，相应隔室的所述容器是外部容器，并且所述隔室还包括：安装在所述外部容器内的内部容器和位于所述内部容器底部处的第二搅拌元件，所述第二搅拌元件设置成用于通过放大的所述磁场而旋转。
18.根据权利要求16或17所述的胃肠道模拟系统，其中，所述第一搅拌元件和/或所述第二搅拌元件是永磁体。
19.根据权利要求16、17或18所述的胃肠道模拟系统，其中，所述永磁体和/或搅拌元件中的至少一个是大体三棱柱形的。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的胃肠道模拟系统，其中，至少一个隔室具有外部容器和安装在所述外部容器内的内部容器，该内部容器具有至少一部分由透析膜形成的壁。
21.根据权利要求20所述的胃肠道模拟系统，其中，所述内部容器的壁包括圆柱形栅格结构，所述透析膜围绕所述圆柱形栅格结构安装。
22.根据权利要求12至21中任一项所述的胃肠道模拟系统，其中，至少一个隔室包含被粘蛋白覆盖的载体，该载体代表衬在肠壁上的粘液层，以便模拟能支持附着到人和动物的肠壁中的能生长的微生物物种的增殖的粘膜隔室。
23.根据权利要求12至22中任一项所述的胃肠道模拟系统，其中，所述至少一个隔室的所述盖系统设置有用于检测所述容器中的过高液位的高液位检测装置，所述高液位检测装置包括穿过所述盖系统的气体入口管和气体出口管，以及用于通过所述气体入口管和所述气体出口管并经由所述容器中的顶部空间建立气流的装置，其中，浮子安装在所述气体入口管和所述气体出口管中至少一个的口部处，如果液体的液位变得过高，则所述浮子适于通过漂浮在所述容器中的所述液体上而从所述浮子对所述气流不会形成阻塞的自由流动位置，升高到所述浮子对所述气流形成阻塞的阻塞位置。
24.一种模拟人或动物胃肠道运行的方法，包括以下步骤：用模拟所述胃肠道的生理流体的流体填充根据权利要求12至23中任一项所述的胃肠道模拟系统的空的隔室；以及操作所述胃肠道模拟系统以便在每个所述隔室中控制以下参数中的一个或多个或所有：液体流量、温度、pH值、离子强度、顶部空间、搅拌、压力、液体体积，每个参数都根据预定值、范围或轨迹。
25.根据权利要求24所述的方法，包括第一步骤：通过将H2O2气体引入空的所述隔室，和/或通过将所述隔室的内部温度升高至40℃至121℃(15psi)范围内的值持续在30分钟范围内的时间段，来对所述胃肠道模拟系统的内部进行灭菌。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其中，操作所述胃肠道模拟系统以便以预定速率将营养培养基从第一贮存器转移到第一隔室(5-50ml)；将模拟胃液从第二贮存器转移到第一隔室(0-10ml)；将胰液从第三贮存器转移到第三隔室(0-20ml)；以及根据所要求的保留时间，将每个隔室的内容物转移到连续隔室中。
27.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，包括以下步骤：将测试样品引入所述胃肠道模拟系统的隔室中，其中，所述测试样品选自由以下各项组成的组：微生物样品、药理活性剂、药物制剂、矿物质、食品和饲料化合物、以及膳食纤维。
28.根据权利要求24至27中任一项所述的方法，其中，同时地且相同地操作多个所述胃肠道模拟系统，并且其中，所述胃肠道模拟系统中的一个或多个包含测试样品，并且所述胃肠道模拟系统中的一个或多个不包含测试样品。
CN201880051059.XA 2017-06-06 2018-06-06 胃肠道模拟系统、用于其的隔室和方法 Active CN111051491B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17174613.4 2017-06-06
EP17174613.4A EP3412762A1 (en) 2017-06-06 2017-06-06 Gastrointestinal tract simulation system, compartments therefor, and method
PCT/EP2018/064917 WO2018224558A1 (en) 2017-06-06 2018-06-06 Gastrointestinal tract simulation system, compartments therefor, and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111051491A true CN111051491A (zh) 2020-04-21
CN111051491B CN111051491B (zh) 2023-11-24

Family

ID=59021391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880051059.XA Active CN111051491B (zh) 2017-06-06 2018-06-06 胃肠道模拟系统、用于其的隔室和方法

Country Status (12)

Country Link
US (1) US11557226B2 (zh)
EP (2) EP3412762A1 (zh)
JP (1) JP7288864B2 (zh)
CN (1) CN111051491B (zh)
CA (1) CA3066023A1 (zh)
DK (1) DK3635088T3 (zh)
ES (1) ES2943084T3 (zh)
FI (1) FI3635088T3 (zh)
IL (1) IL271225B2 (zh)
PL (1) PL3635088T3 (zh)
PT (1) PT3635088T (zh)
WO (1) WO2018224558A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3412762A1 (en) * 2017-06-06 2018-12-12 ProDigest BVBA Gastrointestinal tract simulation system, compartments therefor, and method
CN108735060A (zh) * 2018-08-14 2018-11-02 晓东宜健（苏州）仪器设备有限公司 一种仿生人体食道和胃消化系统
WO2020117855A1 (en) * 2018-12-03 2020-06-11 Lyndra, Inc. Stomach simulating device
CN110288890B (zh) * 2019-06-21 2024-06-14 温州市人民医院 肠道支架置入术演示装置
TWI709645B (zh) * 2019-07-29 2020-11-11 國立屏東科技大學 模擬腸道環境的生物晶片
CN110675704B (zh) * 2019-11-20 2024-05-28 天津开发区合普工贸有限公司 一种便捷肠道静式替代实验装置
TWI817249B (zh) * 2021-11-12 2023-10-01 智崴資訊科技股份有限公司 伸縮式致動器、致動系統和移動模擬裝置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4457339A (en) * 1982-03-03 1984-07-03 Coulter Electronics, Inc. Multiprogrammable pinch valve module
CN103917294A (zh) * 2011-09-06 2014-07-09 泰肯贸易股份公司 用于腔室系统和样品容器的进液阀，以及具有该进液阀的腔室系统和样品容器
TW201608966A (zh) * 2014-09-09 2016-03-16 伊窩內勾電子公司 使液體流入或流出之裝置
CN205740983U (zh) * 2015-12-21 2016-11-30 北京晨奥润泽科技股份有限公司 双发酵系统
CN205778735U (zh) * 2016-05-26 2016-12-07 中国石油化工股份有限公司 一种自泄液式试压阀

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2324702A (en) * 1938-11-30 1943-07-20 Karl F Hoffmann Surgical simulacra and process of preparing same
DE1902200B1 (de) * 1969-01-17 1970-11-26 Ernst Huebers Vorrichtung zum Mischen von Stoffen
NL9201907A (nl) * 1992-11-02 1994-06-01 Tno Peristaltisch mengende reactor en peristaltische kleppenpomp.
ES2116730T3 (es) * 1994-02-25 1998-07-16 Distek Inc Aparatos para pruebas de disolucion.
US5993406A (en) * 1997-05-14 1999-11-30 Cedars-Sinai Medical Center Artificial gut
US6022733A (en) * 1997-12-02 2000-02-08 Tam; Yun K. Simulated biological dissolution and absorption system
US6488507B1 (en) * 1999-11-29 2002-12-03 Ethicon, Inc. Portable surgical trainer
TW590795B (en) * 2002-04-17 2004-06-11 Rohm & Haas An automated system and process for the preparation of a high viscosity fluid formulation
US7390653B2 (en) * 2002-12-04 2008-06-24 Synthecon, Inc. Culture chamber for biologicals
US7144727B2 (en) * 2003-04-14 2006-12-05 Synthecon, Inc. Interlinked culture chamber for biologicals
GB0514702D0 (en) * 2005-07-18 2005-08-24 Plant Bioscience Ltd Apparatus, system and method
FR2923065B1 (fr) * 2007-10-30 2009-12-11 Univ Dauvergne Clermont 1 Dispositif de simulation d'un estomac d'un mammifere monogastrique ou d'un etre humain
WO2010143651A1 (ja) * 2009-06-09 2010-12-16 株式会社ジェイテック 回転培養ベッセル及びそれを用いた自動細胞培養装置
EP2284821A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-16 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method, device and computer program product for assessing the disintegration of a dosage form in the gastrointestinal tract
EP2529770A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-05 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO A digestion system
US9314404B2 (en) * 2013-01-31 2016-04-19 Allergan, Inc. Drug compounding skid and compounding method
EP2884480A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-17 Sandoz Ag Apparatus for simulating the function of human stomach and/or human intestine
WO2016168445A1 (en) * 2015-04-17 2016-10-20 Pion Inc. Apparatus and method for the assessment of concentration profiling and permeability rates
CN104851346B (zh) 2015-04-30 2017-08-08 暨南大学 模块化动物消化道体外模拟系统及其人类肠道模拟方法
US20180030403A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Bobban Subhadra Devices, systems and methods for the production of humanized gut commensal microbiota
US20190287423A1 (en) * 2016-11-22 2019-09-19 PraxiCut, LLC Surgical simulation systems, methods, and compositions
EP3412762A1 (en) * 2017-06-06 2018-12-12 ProDigest BVBA Gastrointestinal tract simulation system, compartments therefor, and method
US10955375B2 (en) * 2018-03-16 2021-03-23 U.S. Department Of Energy Multielectrode sensor for concentration and depth measurements in molten salt

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4457339A (en) * 1982-03-03 1984-07-03 Coulter Electronics, Inc. Multiprogrammable pinch valve module
CN103917294A (zh) * 2011-09-06 2014-07-09 泰肯贸易股份公司 用于腔室系统和样品容器的进液阀，以及具有该进液阀的腔室系统和样品容器
TW201608966A (zh) * 2014-09-09 2016-03-16 伊窩內勾電子公司 使液體流入或流出之裝置
CN205740983U (zh) * 2015-12-21 2016-11-30 北京晨奥润泽科技股份有限公司 双发酵系统
CN205778735U (zh) * 2016-05-26 2016-12-07 中国石油化工股份有限公司 一种自泄液式试压阀

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PIETER VAN DEN ABBEELE ETAL: "Microbial Community Development in a Dynamic Gut Model Is Reproducible, Colon Region Specific, and Selective for Bacteroidetes and Clostridium Cluster IX" *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020522273A (ja) 2020-07-30
IL271225A (en) 2020-01-30
WO2018224558A1 (en) 2018-12-13
EP3635088A1 (en) 2020-04-15
JP7288864B2 (ja) 2023-06-08
CN111051491B (zh) 2023-11-24
DK3635088T3 (da) 2023-04-24
PT3635088T (pt) 2023-04-24
US20200168126A1 (en) 2020-05-28
IL271225B2 (en) 2024-05-01
FI3635088T3 (fi) 2023-05-04
CA3066023A1 (en) 2018-12-13
PL3635088T3 (pl) 2023-06-19
US11557226B2 (en) 2023-01-17
EP3412762A1 (en) 2018-12-12
ES2943084T3 (es) 2023-06-08
EP3635088B1 (en) 2023-01-25
IL271225B1 (en) 2024-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111051491B (zh) 胃肠道模拟系统、用于其的隔室和方法
US11293002B2 (en) Cell culture apparatus and culture methods using same
CN101370574B (zh) 气动生物反应器
US10801004B2 (en) Cassette for sterility testing
CN110564614B (zh) 多个灌注工程组织构建和微型生化分析仪的互联，多个微型配方设计模块及其应用
US7407631B2 (en) Apparatus and method for agitating a sample during in vitro testing
CN104379722B (zh) 一次性使用的生物反应器和顶板以及它们的制造方法
CN101268364A (zh) 利用人类组织进行药物测试和筛选的新的增强方法
JP2020522273A5 (zh)
JP2020513763A (ja) マイクロプレート実験器具の灌流および環境制御のための方法および装置
KR101827291B1 (ko) 외부 환경 영향 배제가 가능한 세포 배양용 인큐베이터
CN111356919A (zh) 一种溶出测试的辅助装置
Park et al. Active multiple-sampling capsule for gut microbiome
JP6924185B2 (ja) サンプル調製デバイス
WO2002086056A1 (fr) Incubateur pour cellules et structures cultivees
TWM597779U (zh) 共培養裝置
WO2016174724A1 (ja) 流路ユニット及び培養装置
US20150369796A1 (en) Metastasis mimetic device
CN218646981U (zh) 试剂盒
US20230330663A1 (en) Conditioning chamber for dual-interface fluidic system
JP6868753B2 (ja) 培養容器の製造方法、及び、培養容器用部品の製造方法
WO2024013301A1 (en) An assay plate system to assay a cell culture model
WO2023203324A1 (en) Biological culture unit

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant