CN113647993B - 一种无创肠道成分采集胶囊及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无创肠道成分采集胶囊及其使用方法，包括肠溶衣层、骨架层，所述肠溶衣层包裹骨架层，所述骨架层为网络结构，所述骨架层内为采集腔；当其流经胃液酸性环境时，所述肠溶衣层溶解，暴露出骨架层，骨架层受pH影响，骨架层的溶胀度增大，骨架层的网络结构逐渐变得疏松多孔，肠液和菌群通过骨架层的网孔进入到骨架层的腔体内，当胶囊进入小肠后，pH再次改变，骨架层的溶胀度减小，骨架层的网络结构逐渐紧密收缩，同时将肠液和菌群保留在胶囊内。本发明使用时无痛无创，减轻了生理性损伤，同时减轻患者的心理负担；解决了高成本难操作的问题，使采集到的样本能及时送检，具有普适性。

Description

一种无创肠道成分采集胶囊及其使用方法

技术领域

本发明属于医学检测技术领域，具体涉及一种无创肠道成分采集胶囊及其使用方法。

背景技术

随着现代医学的不断进步，十二指肠中许多肠液和菌群的生化指标对于消化系统疾病的诊断有着重要意义，当前现有的许多相关文献表明，临床上提取十二指肠中胆汁、菌群、胰液、胃液等最常用的方法依然是穿刺和肠镜，对此，我们设想通过一种无痛的方法较好地采集到十二指肠液的成分，即采用一种与人体消化道组织相容性较好的材料制成丸状，当其流经胃液酸性环境时，由于其自身的特殊性质，体积缩小使得酸性液体无法进入；当其进入十二指肠后，由于PH值的变化，该材料体积增大结构变疏松，从而收集到十二指肠的肠液混合物，胶囊离开十二指肠时，再次受PH的影响，该材料体积收缩，从而将肠液成分保存在胶囊中，当该丸状物质排出体外时，再进一步利用其中的肠液成分进行生化检验，诊断相关病症。

以pH敏感性水凝胶——聚甲基丙烯酸和丝胶蛋白为骨架被覆醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯制成的互穿网络丸状结构在碱性条件下具有较好的溶胀性，能够容纳肠液和菌群混合物，符合设想方案，因此我们决定采用该材料进行发明研究。

肠液成分的采集丰富多样，以胆汁、胰液、胃液和肠道菌群的采集最为常见，它们的采集方法类似，以胆汁的采集为例，采集的方法通常有3种，即十二指肠引流法、胆囊穿刺法及手术直接采取法。

1)十二指肠引流法：十二指肠引流液(duodenal fluid drainage)包括十二指肠液(D液，无色或淡黄色，透明或微混)、胆总管液(A胆汁，金黄色，透明)、胆囊液(B胆汁，深褐色，透明)和肝胆总管液(C胆液，透明)；实际上，是十二指肠液、胰液、胆汁、少量胃液的混合物。在无菌操作下用导管做十二指肠引流采集，所采集的胆汁分为A、B、C三部分。因采集时引流管先后经过通过口腔、胃、小肠，所以常易混入口腔及肠道正常菌群。

2)胆囊穿刺法：在进行胆囊造影术时，可同时采取胆汁。本法所采胆汁不易污染，适宜做细菌培养，但是会对人体造成创伤。

3)手术采取法：在进行胆囊及胆管手术时可由胆囊直接穿刺采取胆汁。本法所采集的胆汁也不易污染，适宜作细菌学检验，但是可行性小而且创伤大。

现有采集技术对于患者生理和心理造成的伤害显而易见，易造成消化道机械性损伤，除此之外，成本较高，操作复杂，且不具有普遍性。

发明内容

本发明旨在提供一种采集装置，使用该装置可以无痛无创进行采集，减轻采集时的生理性损伤，同时减轻患者的心理负担；解决高成本难操作的问题，使采集到的样本能及时送检，具有普适性。

为达到上述目的，本发明提供的上述一种无创肠道成分采集胶囊，包括肠溶衣层、骨架层，所述肠溶衣层包裹骨架层，所述骨架层为网络结构，所述骨架层内为采集腔。

优选的，所述肠溶衣层的材料为醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯。

优选的，所述肠溶衣层的材料为轻丙甲纤维素酞酸醋、轻丙甲纤维素偏苯三甲酸醋、醋酸轻丙甲纤维素唬拍酸醋、醋酸轻丙甲纤维素顺丁烯二甲酸醋或醋酸轻丙甲纤维素四氢酞酸醋与醋酸轻丙甲纤维素甲基四氢酞酸醋的其中一种或组合。

优选的，所述骨架层为丝胶蛋白和聚甲基丙烯酸互穿形成的网络结构。

优选的，所述骨架层为盐酸二甲双胍形成的水凝胶微球结构、聚乙烯醇形成的明胶凝胶结构、可口服双氯芬酸钠形成的水凝胶结构、N-异丙基丙烯酰胺和海藻酸钠形成的水凝胶结构或以聚乙二醇为致孔剂，4-乙酰基丙烯酰乙酸乙酯及NN'-二甲基丙烯酰胺为单体制备的多孔P水凝胶结构中的一种。

优选的，所述骨架层为羧甲基壳聚糖-聚乙烯醇/银纳米复合pH敏感型水凝胶。

优选的，所述骨架层为索拉胶与2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸发生接枝共聚反应制备凝胶。

优选的，所述骨架层的腔体内设置有吸水组件，吸水组件置于骨架层的腔体内部。

进一步地，所述吸水组件为环氧树脂泡沫。

优选的，一种无创肠道成分采集胶囊的使用方法为：

步骤一、根据肠道液采集部位，确定肠溶衣层的厚度；

步骤二、制作或选取相应肠溶衣层厚度的胶囊；

步骤三、服下该胶囊，当其流经肠道时，所述肠溶衣层进行溶解，当到达预定位置时，暴露出骨架层，骨架层受pH影响，骨架层的溶胀度增大，骨架层的网络结构逐渐变得疏松多孔，肠液和菌群通过骨架层的网孔进入到骨架层的腔体内，当胶囊进入小肠后，pH再次改变，骨架层的溶胀度减小，骨架层的网络结构逐渐紧密收缩，同时将肠液和菌群保留在胶囊内；

步骤四、收集胶囊，当胶囊排出体外后，对收集在胶囊内的肠液进行生化检测。

相比现有的技术，本发明具有以下技术效果：

1、本发明使用时无痛无创，减轻了生理性损伤，同时减轻患者的心理负担；

2、本发明解决了高成本难操作的问题；

3、本发明使采集到的样本能及时送检，具有普适性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为食物在不同消化组织中消化的平均时间以及不同消化部位对应的平均pH值的示意图；

图3为本发明的网状结构的溶胀度与pH值的关系图；

图4为临床胶囊在不同消化部位的运转时间表；

图5为本发明中不同肠道部位对应的肠溶衣所需的厚度表；

图标：1—肠溶衣层、2—骨架层。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，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”、“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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。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申请中的具体含义。

实施例

如图1所示，该无创肠道成分采集胶囊包括肠溶衣层1、骨架层2，所述肠溶衣层1包裹骨架层2，所述骨架层2为网络结构，所述骨架层2内为采集腔，优选的，肠溶衣层1的材料为醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯；其肠溶衣层1的材料还可以为轻丙甲纤维素酞酸醋、轻丙甲纤维素偏苯三甲酸醋、醋酸轻丙甲纤维素唬拍酸醋、醋酸轻丙甲纤维素顺丁烯二甲酸醋或醋酸轻丙甲纤维素四氢酞酸醋与醋酸轻丙甲纤维素甲基四氢酞酸醋的组合其中一种；优选的，骨架层2为丝胶蛋白和聚甲基丙烯酸互穿形成的网络结构；其骨架层2还可以为盐酸二甲双胍形成的水凝胶微球结构、聚乙烯醇形成的明胶凝胶结构、可口服双氯芬酸钠形成的水凝胶结构、N-异丙基丙烯酰胺和海藻酸钠形成的水凝胶结构或以聚乙二醇为致孔剂，4-乙酰基丙烯酰乙酸乙酯及NN'-二甲基丙烯酰胺为单体制备的多孔P水凝胶结构中的一种；骨架层2的腔体内设置有吸水组件，吸水组件置于骨架层2的腔体内部；优选的，吸水组件为环氧树脂泡沫。

该无创肠道成分采集胶囊的使用方法为：步骤一、根据肠道液采集部位，确定肠溶衣层1的厚度；

步骤二、制作或选取相应肠溶衣层1厚度的胶囊；

步骤三、服下该胶囊，当其流经肠道时，所述肠溶衣层1进行溶解，当到达预定位置时，暴露出骨架层2，骨架层2受pH影响，骨架层2的溶胀度增大，骨架层2的网络结构逐渐变得疏松多孔，肠液和菌群通过骨架层2的网孔进入到骨架层2的腔体内，当胶囊进入小肠后，pH再次改变，骨架层2的溶胀度减小，骨架层2的网络结构逐渐紧密收缩，同时将肠液和菌群保留在胶囊内；

步骤四、收集胶囊，当胶囊排出体外后，对收集在胶囊内的肠液进行生化检测，诊断相关病症。

工作原理：如图2所示，不同的人体消化组织中食物消化的平均时间及平均pH不同，本发明的实施例以pH敏感性水凝胶，即聚甲基丙烯酸和丝胶蛋白为骨架层2，以醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯为肠溶衣层1包裹骨架层2制成的互穿网络丸状结构的胶囊。该胶囊处于pH＝4的酸性环境时，溶胀度最小；随着pH值逐渐增大，其溶胀度也随之逐渐增大；当处于pH＝9.2的碱性介质中时，溶胀度最大，具有pH刺激快速响应性能，如图3所示。该胶囊还具有快速退溶胀速率及可逆溶胀收缩性能，作为肠液收集的高分子载体。当其流经胃液酸性环境时，由于水凝胶自身的特殊性质，体积缩小，孔隙收缩，使得酸性液体无法进入；而当其进入十二指肠后，由于pH值的变化，水凝胶体积增大，骨架层2的结构变疏松，从而收集到十二指肠的肠液混合物，胶囊离开十二指肠时，再次受pH的影响，水凝胶材料收缩，从而将肠液成分保存在胶囊中，胶囊排出体外后再进一步利用其中的肠液成分进行生化检验，诊断相关病症，整个过程无痛无创，成本低廉，操作简便，采集及时，具有普适性。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种无创肠道成分采集胶囊，其特征在于：包括肠溶衣层（1）、骨架层（2），所述肠溶衣层（1）包裹骨架层（2），所述骨架层（2）为网络结构，所述骨架层（2）内为采集腔；所述骨架层（2）为丝胶蛋白和聚甲基丙烯酸互穿形成的网络结构，或：为盐酸二甲双胍形成的水凝胶微球结构、聚乙烯醇形成的明胶凝胶结构、可口服双氯芬酸钠形成的水凝胶结构、N-异丙基丙烯酰胺和海藻酸钠形成的水凝胶结构或以聚乙二醇为致孔剂、4-乙酰基丙烯酰乙酸乙酯及NN'-二甲基丙烯酰胺为单体制备的多孔P水凝胶结构中的一种，或：为羧甲基壳聚糖-聚乙烯醇复合 pH 敏感型水凝胶或羧甲基壳聚糖-银纳米复合 pH 敏感型水凝胶，或：为索拉胶与2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸发生接枝共聚反应制备凝胶；

使用方法为：

步骤一、根据肠道液采集部位，确定肠溶衣层（1）的厚度；

步骤二、制作或选取相应肠溶衣层（1）厚度的胶囊；

步骤三、服下该胶囊，当其流经肠道时，所述肠溶衣层（1）进行溶解，当到达预定位置时，暴露出骨架层（2），骨架层（2）受pH影响，骨架层（2）的溶胀度增大，骨架层（2）的网络结构逐渐变得疏松多孔，肠液和菌群通过骨架层（2）的网孔进入到骨架层（2）的腔体内，当胶囊进入小肠后，pH再次改变，骨架层（2）的溶胀度减小，骨架层（2）的网络结构逐渐紧密收缩，同时将肠液和菌群保留在胶囊内；

步骤四、收集胶囊，当胶囊排出体外后，对收集在胶囊内的肠液进行生化检测。

2.根据权利要求1所述的一种无创肠道成分采集胶囊，其特征在于：所述肠溶衣层（1）的材料为醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯。

3.根据权利要求1所述的一种无创肠道成分采集胶囊，其特征在于：所述肠溶衣层（1）的材料为轻丙甲纤维素酞酸醋、轻丙甲纤维素偏苯三甲酸醋、醋酸轻丙甲纤维素唬拍酸醋、醋酸轻丙甲纤维素顺丁烯二甲酸醋或醋酸轻丙甲纤维素四氢酞酸醋与醋酸轻丙甲纤维素甲基四氢酞酸醋的其中一种或组合。

4.根据权利要求1所述的一种无创肠道成分采集胶囊，其特征在于：所述骨架层（2）的腔体内设置有吸水组件，吸水组件置于骨架层（2）的腔体内部。

5.根据权利要求4所述的一种无创肠道成分采集胶囊，其特征在于：所述吸水组件为环氧树脂泡沫。

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