CN112842406A - 可控膨胀式食管脱落细胞采样装置及其采样方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物医学领域，具体涉及一种可控膨胀式食管脱落细胞采样装置及其采样方法，所述装置包括空气注射器、导管和采样球；所述空气注射器和采样球通过导管连接，所述空气注射器的出口处设置有气流控制阀、气压计、空气过滤器；所述气压计两端与气流控制阀、空气过滤器通过连接管连接。本发明提供一种可控膨胀式食管脱落细胞采样装置，可用于食管上皮脱落细胞的采集，采集的细胞可用于后续的细胞学和分子生物学分析，为食管癌的早期诊断提供了新技术。

Description

可控膨胀式食管脱落细胞采样装置及其采样方法

技术领域

本发明属于生物医学领域，具体涉及一种可控膨胀式食管脱落细胞采样装置及其采样方法。

背景技术

根据最新全球恶性肿瘤统计数据，2018年全球范围内共有572,034例食管癌新发病例和508,585例食管癌死亡病例，其发病率位于所有癌症的第七位，死亡率高居第六位。最新发表的2018年中国癌症报告显示，中国的食管癌发病率排在恶性肿瘤的第六位，死亡率位居第四位。食管癌农村人口病例数是城市人口的两倍，我国的中部地区和东部地区是食管癌的高发地区。根据最新的流行病学数据，全球有超过80％的食管癌发病人群集中在发展中国家，而超过60％的全球食管癌新发病例和死亡病例在中国。

尽管随着食管癌的诊疗技术的进步，食管癌的五年生存率有了一定的提升，但是纵观全球，仍然维持在10-30％的较低水平。根据我国癌症中心的最新数据，我国食管癌五年生存率为30％左右，但是城市人口食管癌的五年生存率仅为18％，远低于农村人口的33.2％，且还呈现下降的趋势。食管癌由于其没有明显的早期症状，往往发现和诊疗时间主要为中晚期，错过了最佳的治疗和干预窗口期，预后差。在中国，如果食管癌在进展期被诊断，其五年生存率不足10％，而如果在早期被发现，其五年生存率高达85％。因此，实现食管癌的早期筛查和早诊早治是降低食管癌的发病率以及提高食管癌五年生存率的最佳手段之一。

目前，全球范围内并没有一个标准的食管癌早期筛查指南，只有在少数食管癌高发的国家有一些针对性的筛查方案。目前，消化内镜联合食管粘膜碘染色方法(也被成为彩色内窥镜检查)，是韩国、日本和中国用于诊断食管粘膜异常病变的金标准。但是由于该方法成本过于昂贵，而且是一个侵入性的筛查方法，仅仅在一些食管癌高风险地区进行实施。单独使用胃镜筛查也是食管癌早筛的常见手段。胃镜作为一种侵入性的筛查方法，通过内镜直接观察病灶来实现食管癌的早筛和诊断，具有很好的灵敏度和特异性。但是胃镜在操作时，受检者有非常明显的呕吐感和不适感，且在食管癌高发的农村地区往往没有用于胃镜检查的设备，检测前还需预约排队，因此也难以成为食管癌一线初筛的有效手段。

食管癌患者及癌症病患患者的上皮脱落细胞中包含着与食管癌相关的表征信息，因此可以通过后续分析食管细胞的形态或遗传信息，来判断患者是否患有食管癌或癌前病变。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可控膨胀式食管脱落细胞采样装置及其采样方法，可用于食管上皮脱落细胞的采集，可通过气压计和气流控制阀调整采样器体积大小，在保证采样量的同时，避免因气囊过大引起的呕吐反应或食管壁损伤，采集的细胞可用于后续的细胞学和分子生物学分析，为食管癌的早期诊断提供了新技术。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种可控膨胀式食管脱落细胞采样装置，所述装置包括空气注射器、导管和采样球；所述空气注射器和采样球通过导管连接，所述空气注射器的出口处设置有气流控制阀、气压计、空气过滤器；所述气压计两端与气流控制阀、空气过滤器通过连接管连接。

进一步的，空气注射器、气流控制阀、气压计、空气过滤器、导管、采样球和连接管通过螺纹结构组合在一起。

进一步的，所述气流控制阀包括控制阀开关、控制阀外壁和控制阀门，所述控制阀开关与控制阀门相连，控制气体的进入和排出。

进一步的，所述气压计用于显示管道内的气体压力。

进一步的，所述空气过滤器包括滤器上盖，滤膜和滤器下盖，所述滤膜密封于滤器上盖和滤器下盖之间。

进一步的，所述导管材质为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺中的任意一种。

进一步的，所述导管外径不超过5毫米，导管内径不少于1毫米；导管长度不少于40厘米。

进一步的，所述采样球为硅胶材质，采样球表面分布有鱼鳞样条纹结构。

一种基于上述任意一项采样装置的采样方法，将气流控制阀、气压计、空气过滤器、导管、采样球和连接管组合在一起后，将采样球吞咽至贲门处，再连接上空气注射器，打开气流控制阀，注射空气使得采样球膨胀，缓慢拉动连接管将采样器从食道中拉出，最后取下采样球放置于保存液中。

进一步的，通过气压计和气流控制阀调整采样器体积大小。

相对于现有技术，本申请取得了以下有益效果：

本发明开发出一种可控膨胀式食管脱落细胞采样装置，可用于食管上皮脱落细胞的采集，其可通过气压计和气流控制阀调整采样器体积大小，在保证采样量的同时，避免因气囊过大引起的呕吐反应或食管壁损伤，相对于传统的硬质塑料食管拉网技术具有舒适性强，采样量大等优势。且部分材质为可重复使用，避免了传统采样器材为一次性采样造成的浪费和环境污染。采集的细胞可用于后续的细胞学和分子生物学分析，为食管癌的早期诊断提供了新技术。

附图说明

图1为可控膨胀式食管脱落细胞采样装置完整外观图；

图2为可控膨胀式食管脱落细胞采样装置拆解图；

图3为气流控制阀外观图；

图4为气流控制阀使用示意图。(A)气流控制阀关闭状态1，注射器中气体可排出但无法进入采样球，(B)气流控制阀关闭状态2，注射器中气体不可排出也无法进入采样球，采样球保持膨胀；(C)气流控制阀开启状态，可通过注射器调节采样球体积大小；(D)气流控制阀关闭状态3，注射器中气体不可排出也无法进入采样球，采样球保持膨胀；

图5为空气过滤器示意图。(A)外观图，(B)解剖图，(C)透视图；

图6为采样球使用状态。(A)收缩状态；(B)充气膨胀状态；

图7为7例测试样本采集细胞量。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1、2所示，一种可控膨胀式食管脱落细胞采样装置，所述装置包括空气注射器1、导管5和采样球6；所述空气注射器1和采样球6通过导管连接，所述空气注射器的出口处设置有气流控制阀2、气压计3、空气过滤器4；所述气压计3两端与气流控制阀2、空气过滤器4通过连接管7连接；所述空气注射器1、气流控制阀2、气压计3、空气过滤器4、导管5、采样球6和连接管7通过螺纹结构组合在一起；

如图3、4所示，所述气流控制阀2包括控制阀开关2-1、控制阀外壁2-2和控制阀门2-3，所述控制阀开关2-1与控制阀门2-3相连，控制气体的进入和排出；通过控制阀开关2-1的转动，调节控制阀门2-3的角度，从而控制采样球的体积；所述气压计3用于显示管道内的气体压力；如图5所示，所述空气过滤器4包括滤器上盖4-1，滤膜4-2和滤器下盖4-3组成，所述滤膜4-2密封于滤器上盖4-1和滤器下盖4-3之间；所述导管5由生物安全的塑料管组成，优选材质为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺中的任意一种，所述导管5外径不超过5毫米，导管内径不少于1毫米；导管长度不少于40厘米；如图6所示，所述采样球6采用可弹性形变的硅胶材质，采样球表面有分布的鱼鳞样条纹结构，用于储存脱落细胞，充气前外径显著小于食管内径，充气后可与食管壁紧密接触；

一种采样方法，采用上述的采样装置，将气流控制阀、气压计、空气过滤器、导管、采样球和连接管组合在一起后，将采样球吞咽至贲门处，再连接上空气注射器，打开气流控制阀，注射空气使得采样球膨胀至一定大小后，缓慢拉动连接管将采样器从食道中拉出，最后取下采样球放置于保存液中进行后续分析；采样球大小可通过气压计压力显示和气流控制阀调整其体积大小；可在采样前吞服少量局部麻醉剂，以减缓呕吐或其他副反应。

实施例2

采用本发明可控膨胀式食管脱落细胞采样装置，召集了7个志愿者进行测试，5个志愿者未使用局部麻醉剂，2个志愿者在吞入前在喉头部喷入少量利多卡因喷雾。采集完毕将采样球取下放入唯善生物固定型细胞保存液中保存。送至检测实验室后轻微震荡使得食管上皮脱落细胞从采样球上洗脱下来，后使用细胞DNA提取试剂盒，提取食管上皮脱落细胞基因组DNA，使用HBB基因引物探针进行荧光定量PCR检测。以1ng/ul基因组DNA标准品为参考，1拷贝人基因组约为3.3ng进行对采集到的食管上皮脱落细胞进行定量计算。

结果如图7所示，采用本发明装置对以上7个志愿者采集细胞量范围从30-900万个细胞不等，平均基因拷贝数在400万个左右，相对现有的基于血液游离DNA检测技术仅能捕获到约1000个拷贝基因而言，采集的细胞量有超过一万倍的提升，可明显提高后续的生物学分析的灵敏度。同时，本次采集细胞样本均来自食管部位，避免了其他部位的生物样本干扰，对后续分析的特异性有明显益处。

Claims (10)

1.一种可控膨胀式食管脱落细胞采样装置，其特征在于，所述装置包括空气注射器、导管和采样球；所述空气注射器和采样球通过导管连接，所述空气注射器的出口处设置有气流控制阀、气压计和空气过滤器；所述气压计两端与气流控制阀、空气过滤器通过连接管连接。

2.如权利要求1所述的可控膨胀式食管脱落细胞采样装置，其特征在于，空气注射器、气流控制阀、气压计、空气过滤器、导管、采样球和连接管通过螺纹结构组合在一起。

3.如权利要求1所述的可控膨胀式食管脱落细胞采样装置，其特征在于，所述气流控制阀包括控制阀开关、控制阀外壁和控制阀门，所述控制阀开关与控制阀门相连，控制气体的进入和排出。

4.如权利要求1所述的可控膨胀式食管脱落细胞采样装置，其特征在于，所述气压计用于显示管道内的气体压力。

5.如权利要求1所述的可控膨胀式食管脱落细胞采样装置，其特征在于，所述空气过滤器包括滤器上盖，滤膜和滤器下盖，所述滤膜密封于滤器上盖和滤器下盖之间。

6.如权利要求1所述的可控膨胀式食管脱落细胞采样装置，其特征在于，所述导管材质为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺中的任意一种。

7.如权利要求1所述的可控膨胀式食管脱落细胞采样装置，其特征在于，所述导管外径不超过5毫米，导管内径不少于1毫米；导管长度不少于40厘米。

8.如权利要求1所述的可控膨胀式食管脱落细胞采样装置，其特征在于，所述采样球为硅胶材质，采样球表面分布有鱼鳞样条纹结构。

9.一种基于权利要求1～8任意一项采样装置的采样方法，其特征在于，将气流控制阀、气压计、空气过滤器、导管、采样球和连接管组合在一起后，将采样球吞咽至贲门处，再连接上空气注射器，打开气流控制阀，注射空气使得采样球膨胀，缓慢拉动连接管将采样器从食道中拉出，最后取下采样球放置于保存液中。

10.如权利要求9所述的采样方法，其特征在于，通过气压计和气流控制阀调整采样器体积大小。

Images