CN114052798B - 采样胶囊 - Google Patents
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Abstract
一种采样胶囊，包括主壳体，主壳体具有采样腔和过渡腔，过渡腔位于采样腔的外周；主壳体还具有第一采样孔和第二采样孔，第一采样孔和第二采样孔均成形为通孔，第一采样孔位于采样腔和过渡腔之间，第一采样孔具有朝向采样腔和朝向过渡腔的开口；第二采样孔位于过渡腔与主壳体的外部之间，第二采样孔具有朝向过渡腔和朝向主壳体的外部的开口；采样胶囊还包括第一吸水块，第一吸水块位于过渡腔内，第一吸水块设置为能够通过吸收液体从自然状态转变为膨胀状态；第一吸水块在自然状态下与第一采样孔和第二采样孔错位设置，第一吸水块在膨胀状态下封闭第一采样孔朝向过渡腔的开口和/或第二采样孔朝向过渡腔的开口。有利于避免采集的样品被外界污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种采样胶囊，具体涉及一种消化道采样胶囊。
背景技术
采样胶囊，由于其高可靠性、高安全性，目前已成为消化道疾病诊断的有效设备，受到了国际医疗器械领域的高度认可。在现有技术中，采样胶囊通常可以对消化道中的液体样品进行采集，在采样胶囊移出体外后，医护人员能够从采样胶囊内取出液体样品以进行病理分析。
然而，现有的采样胶囊采集速度慢、采集量小、采样成功率低，并且采样完成后其样品容易受到下游物质污染，无法保证样品的特异性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采样胶囊，以有利于提高采样胶囊的采集速度、采集量、采样成功率以及防污染能力。
为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供了一种采样胶囊，其中，包括主壳体，所述主壳体具有采样腔和过渡腔，所述过渡腔位于所述采样腔的外周；所述主壳体还具有第一采样孔和第二采样孔，所述第一采样孔和所述第二采样孔均成形为通孔，所述第一采样孔位于所述采样腔和所述过渡腔之间，所述第一采样孔具有朝向所述采样腔和朝向所述过渡腔的开口；所述第二采样孔位于所述过渡腔与所述主壳体的外部之间，所述第二采样孔具有朝向所述过渡腔和朝向所述主壳体的外部的开口；
所述采样胶囊还包括第一吸水块，所述第一吸水块位于所述过渡腔内，所述第一吸水块设置为能够通过吸收液体从自然状态转变为膨胀状态；所述第一吸水块在自然状态下与所述第一采样孔和所述第二采样孔错位设置，所述第一吸水块在膨胀状态下封闭所述第一采样孔朝向所述过渡腔的开口和/或所述第二采样孔朝向所述过渡腔的开口。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一吸水块具有贯通孔，所述贯通孔贯穿所述第一吸水块设置；所述第一吸水块在自然形态下，所述贯通孔打开，所述贯通孔连通所述第一采样孔和所述第二采样孔；所述第一吸水块在膨胀状态下，所述贯通孔关闭，所述第一吸水块阻隔所述第一采样孔和所述第二采样孔。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述采样胶囊还包括第二吸水块，所述第二吸水块位于所述采样腔内，所述第二吸水块设置为能够通过吸收液体从自然状态转变为膨胀状态；所述第二吸水块在自然状态下与形成所述采样腔的壁间隔设置，所述第二吸水块在膨胀状态下封闭所述第一采样孔朝向所述采样腔的开口。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一吸水块吸收液体后从自然状态转变为膨胀状态的速度小于所述第二吸水块吸收液体后从从自然状态转变为膨胀状态的速度。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一吸水块和所述第二吸水块均由高吸水树脂材料制成。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述主壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第二壳体位于所述第一壳体的外周，所述第二壳体与所述第一壳体相对固定；所述采样腔成形于所述第一壳体的内周，形成所述采样腔的壁包括所述第一壳体的内壁；所述过渡腔成形于所述第一壳体和所述第二壳体之间的区域，形成所述过渡腔的壁包括所述第一壳体的外壁和所述第二壳体的内壁；所述第一采样孔贯穿所述第一壳体的内外表面，并且所述第一采样孔朝向所述采样腔以及朝向所述过渡腔的开口分别位于所述第一壳体的内壁和外壁；所述第二采样孔贯穿所述第二壳体的内外表面，并且所述第二采样孔朝向所述过渡腔以及朝向所述主壳体外部的开口分别位于所述第二壳体的内壁和外壁；
所述第一吸水块设置于所述第一壳体和所述第二壳体之间，所述第一吸水块的一端与所述第一壳体的外壁抵接，所述第一吸水块的另一端与所述第二壳体的内壁抵接；所述第一吸水块在膨胀状态下封闭所述第一采样孔位于所述第一壳体外壁的开口和/或所述第二采样孔位于所述第二壳体内壁的开口。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一壳体成形为中空圆筒状结构，所述第二壳体成形为中空盖状结构或中空半球状结构；所述第二壳体的数量为两个，沿所述第一壳体的轴向，两个所述第二壳体分别固定于所述第一壳体成形有所述第一采样孔的两端。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一壳体和所述第二壳体均成形为中空球状结构，所述第一壳体的外径小于第二壳体的内径，所述第一壳体位于所述第二壳体内，所述第一壳体通过所述第一吸水块间接与所述第二壳体固定。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一采样孔和所述第二采样孔的数量相同且均为多个，一个所述第一采样孔对应一个所述第二采样孔，并且每个所述第一采样孔均与另一个相对应的所述第二采样孔同轴相对设置。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述采样胶囊还包括由可溶材料制成的外膜，所述外膜位于所述主壳体的外周，所述外膜封闭所述第二采样孔朝向所述主壳体外部的开口。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过在采样孔处设置可以自动封闭采样孔开口的吸水块，能够有效避免采样腔内的样品流失，同时也能有效避免采样腔内的样品被外界污染，进一步提高了采样胶囊的采样成功率。
附图说明
图1是本发明一实施方式中采样胶囊未采集样品时的剖视示意图；
图2是本发明一实施方式中采样胶囊采集样品后的剖视示意图；
图3是本发明一实施方式中第一壳体和第二壳体的剖视示意图；
图4是本发明另一实施方式中的采样胶囊未采集样品时的剖视示意图；
图5是本发明另一实施方式中的采样胶囊未采集样品时的剖视示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
结合图1和图2，一种采样胶囊100，包括主壳体1，主壳体1包括采样腔10和过渡腔20，其中，过渡腔20位于采样腔10的外周，或者说，过渡腔20与采样腔10相邻设置。主壳体1还具有第一采样孔101和第二采样孔102，第一采样孔101和第二采样孔102均成形为通孔，即第一采样孔101的两端和第二采样孔102的两端各自连通。第一采样孔101位于采样腔10和过渡腔20之间，具体地，第一采样孔101具有两个开口，其中一个开口朝向采样腔10，另一个开口朝向过渡腔20。第二采样孔102位于过渡腔20和主壳体1的外部之间，第二采样孔102也具有两个开口，其中一个开口朝向过渡腔20，另一个开口朝向主壳体1的外部。这样，液体能够通过第二采样孔102进入过渡腔20，再通过第一采样孔101进入采样腔10。
在该实施方式，采样胶囊100还包括第一吸水块2，第一吸水块2位于过渡腔20内，第一吸水块2设置为能够通过吸收液体从自然状态转变为膨胀状态，并且，第一吸水块2在自然状态下与第一采样孔101和第二采样孔102错位设置，第一吸水块2在膨胀状态下封闭第一采样孔101朝向过渡腔20的开口和/或第二采样孔102朝向过渡腔20的开口。可以理解的是，第一采样孔101朝向过渡腔20的开口和第二采样孔102朝向过渡腔20的开口中的其中一个或者全部被封闭，所达到的效果是一样的。这样，采样胶囊100可以根据第一吸水块2的不同状态控制采样腔10与主壳体1外部的连通或者断开，例如，当第一吸水块2处于自然状态时，液体能够从主壳体1外部通过第二采样孔102、过渡腔20以及第一采样孔101进入采样腔10，采样腔10与主壳体1外部连通；当第一吸水块2处于膨胀状态时，第一采样孔101与过渡腔20之间的连通关系，和/或第二采样孔102与过渡腔20之间的连通关系被切断，此时液体能够被阻隔在采样腔10外，采样腔10与主壳体1外部断开。
具体来说，第一吸水块2是一种在不同状态下能够表现出不同形态的结构，并且第一吸水块2状态的转变是通过吸收液体来实现的。当第一吸水块2未吸收液体时，第一吸水块2处于自然状态，此时第一吸水块2处于一种相对收缩的形态；当处于膨胀状态时，此时第一吸水块2由于发生膨胀，其体积相比自然状态时有较大的增幅。
当采样胶囊100在人体的消化道内进行采样工作时，由于第一吸水块2初始处于自然状态，第一吸水块2与第一采样孔101和第二采样孔102错位设置，这样，消化道中的液体从第二采样孔102进入采样胶囊100的过程不会受到第一吸水块2的阻挡，从而液体可以直接流经过渡腔20并通过第一采样孔101进入采样腔10，最终实现消化道液体样品的采集，如图1所示。
当采样胶囊100采样完毕后，第一吸水块2也因为吸收到液体而发生膨胀，此时，由于第一吸水块2体积增大，原先第一吸水块2与第一采样孔101和第二采样孔102错位设置的位置关系发生改变，处于膨胀状态下的第一吸水块2封闭第一采样孔101朝向过渡腔20的开口和/或第二采样孔102朝向过渡腔20的开口，这样，主壳体1外部的液体因为第一吸水块2的阻挡而无法进入采样腔10，主壳体1外部的液体变化时，能够有效避免采样腔10内已经采集到的液体样品被变化的液体所污染。例如，当采样胶囊100运动至消化道下游时，此时消化道中液体的成分与目标消化道区间段中液体的成分明显不同，如果消化道下游中的液体进入采样腔10，将会对原先已采集到的液体品造成污染。同时，在另一方面，采样腔10内已经采集到的液体样品也会因为第一吸水块2的阻挡而保留在采样腔10内或过渡腔20内，能够有效避免样品的流失，从而有利于进一步提升采样成功率，如图2所示。
在一种具体的实施方式，第一吸水块2具有贯通孔201，贯通孔201贯穿第一吸水块2设置。第一吸水块2在自然状态下，贯通孔201打开，并且贯通孔201连通第一采样孔101和第二采样孔102；第一吸水块2在膨胀状态下，贯通孔201关闭，同时第一吸水块2阻隔第一采样孔101和第二采样孔102。这样有利于实现采样时液体顺利流通，采样完毕后液体避免污染和流失。在一种实施方式，贯通孔201与第一采样孔101和/或第二采样孔102同轴设置，这样有利于提高液体的流通效率，从而进一步提高采样胶囊100采集的采集速度。当然，在其他实施方式，也可以是多个体积较小的第一吸水块2间隔设置于过渡腔20内，只要满足第一吸水块2吸水膨胀后堵塞过渡腔20即可。
在一种实施方式，采样胶囊100还包括第二吸水块3，第二吸水块3位于采样腔10内，第二吸水块3同样设置为能够通过吸收液体从自然状态转变为膨胀状态。在该实施方式，第二吸水块3在自然状态下与形成采样腔10的壁间隔设置，第二吸水块3在膨胀状态下封闭第一采样孔101朝向采样腔10的开口。可以理解的是，无论是第一吸水块2还是第二吸水块3处于膨胀状态时，大部分液体被收纳在其内部，或者说，第一吸水块2和第二吸水块3均能够将液体吸取固定。因此，在该实施方式，在采样腔10内放置第二吸水块3，不仅提高了采样胶囊100采集液体样品时的速度，同时由于大部分液体样品能被第二吸水块3吸取固定，从而提高了可采集液体样品的容积，此外，还进一步提高了采样腔10内液体样品的稳定性，使之不会轻易流失或被第一吸水块2吸取。
在一种实施方式，第一吸水块2吸收液体后从自然状态转变为膨胀状态的速度小于第二吸水块3吸收液体后从自然状态转变为膨胀状态的速度。具体地，在该实施方式，分别使第一吸水块2和第二吸水块3采用参数具有一定差异化的材料制成，使得第一吸水块2吸收液体后的膨胀速率慢于第二吸水块3吸收液体后的膨胀速率。这样，有利于保证第二吸水块3在第一吸水块2膨胀后封闭采样孔开口之前先一步吸收完液体样品，避免采样腔10可采集液体的容积受到影响。
在一种实施方式，第一吸水块2和第二吸水块3均由吸水性较强且吸水后发生膨胀的材料制作而成，例如SAP(Super Absorbent Polymer，高吸水树脂)或吸水凝胶。在一种具体的实施方式，第一吸水块2的厚度设置为1～2mm，以有利于提高第一吸水块2转变状态时的效率。
结合图3，在一种实施方式，第一采样孔101和第二采样孔102的数量相同且均为多个，一个第一采样孔101对应一个第二采样孔102，并且每个第一采样孔101均与另一个相对应的第二采样孔102同轴相对设置。这样，有利于进一步提高液体通过主壳体1进入采样腔10的速度，在提高采样胶囊100采集速率的同时，进一步避免出现第一吸水块2在第二吸水块3吸收完成之前封闭采样孔。在一种具体的实施方式，第一采样孔101和第二采样孔102的内径为0.5～2mm，以达到流体的最佳通过效果。
在一种实施方式，采样胶囊100还包括由可溶材料制成的外膜4，外膜4位于主壳体1的外周，并且外膜4封闭第二采样孔102朝向主壳体1外部的开口。其中，外膜4的具体材料可以根据需要选择，例如溶解时间随环境PH值不同而发生变化的胃溶材料或肠溶材料，也可是受消化道内某特殊酶作用而发生溶解的材料。这样，当采样胶囊100运动至人体内指定的消化道区间时，外膜4在特定的消化液环境中逐渐发生溶解、脱离，此时第二采样孔102朝向主壳体1外部的开口与外界连通，采样胶囊100开始采集工作。在一种具体的实施方式，外膜4成形为一种中空的封闭式壳体，主壳体1整个位于外膜4的空腔内，这样有利于保持外膜4结构的稳定。当然，在另一实施方式，外膜4也可以以贴片的形态粘贴与主壳体1的外壁并且覆盖第二采样孔102的开口，不再详细描述。
在一种具体地实施方式，主壳体1包括第一壳体11和第二壳体12，第二壳体12位于第一壳体11的外周，第二壳体12与第一壳体11相对固定，其中，固定方式可以是直接固定也可以是间接固定。在该实施方式，第一壳体11和第二壳体12均成形为中空状的壳体，因此第一壳体11和第二壳体12各自均有内壁和外壁。采样腔10成形于第一壳体11的内周，形成采样腔10的壁包括第一壳体11的内壁。过渡腔20成形与第一壳体11和第二壳体12之间的区域，形成过渡腔20的壁包括第一壳体11的外壁和第二壳体12的内壁。第一采样孔101贯穿第一壳体11的内外表面，并且第一采样孔101朝向采样腔10的开口位于第一壳体11的内壁，第一采样孔101朝向过渡腔20的开口位于第一壳体11的外壁。第二采样孔102贯穿第二壳体12的内外表面，同理，第二采样孔102朝向过渡腔20的开口成形于第二壳体12的内壁，第二采样孔102朝向主壳体1外部的开口位于第二壳体12的外壁。
在该实施方式，第一吸水块2设置于第一壳体11和第二壳体12之间，第一吸水块2的一端与第一壳体11的外壁抵接，第一吸水块2的另一端与第二壳体12的内壁抵接，这样，有利于在自然状态下固定第一吸水块2。第一吸水块2在膨胀状态下，第一吸水块2封闭第一采样孔101位于第一壳体11外壁的开口和/或第二采样孔102位于第二壳体12内壁的开口，这样，有利于阻隔第一采样孔101与第二采样孔102连通。此外，在该实施方式，第二吸水块3在自然状态下与第一壳体11的内壁间隔设置，这样，第二吸水块3用充足的膨胀空间，有利于保证第二吸水块3采集到足够的液体样本。第二吸水块3在膨胀状态封闭第一采样孔101在第一壳体11内壁的开口，这样有利于进一步防止液体流失和外界污染。
在一种具体的实施方式，第一壳体11成形为中控圆筒状结构，第二壳体12成形为中空盖状结构，如图1所示。在该实施方式，第二壳体12的数量为两个，延第一壳体11的轴向，两个第二壳体12分别固定于第一壳体11成形有第一采样开口的两端，固定方式可以是胶水粘接或者螺纹连接，这样，液体能够从两端进入采样腔10，有利于提高采样速度。当然，在另一实施方式，第二壳体12也可以成形为中空半球状结构，如图4所示，这样，有利于患者吞服。
在另一具体的实施方式，第一壳体11和第二壳体12均成形为中空球状结构，其中，第一壳体11的外径小于第二壳体12的内径，第一壳体11整体位于第二壳体12内，如图5所示，这样，采样胶囊100的结构更加紧凑，同时有利于提高采样胶囊100在消化道内的运动性。在该实施方式，第一壳体11和第二壳体12通过第一吸水块2间接固定，第一采样孔101和第二采样孔102均沿各自壳体的周向分布设置，并且第一采样孔101、第二采样孔102以及贯通孔201均同轴设置，这样，有利于进一步提高液体流通性。
综上所述，本方案设计的采样胶囊100能够提高采样胶囊100的采集速度、采集量、采样成功率以及防污染能力。同时由于利用材料吸水膨胀的原理，使得采样胶囊100结构设计简单，材料使用少，有利于减少采样胶囊100的制作成本；同时由于本方案的采样胶囊100为自动采集样品和自动封闭采样孔，使得采样操作方便；此外，本方案的采样胶囊100外形易于变换，有利于提高采样胶囊100的普适性，适合大批量的实验与样本收集。
以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明记载的范围。
以上实施方式仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施方式对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (9)
1.一种采样胶囊，其特征在于，包括主壳体，所述主壳体具有采样腔和过渡腔，所述过渡腔位于所述采样腔的外周；所述主壳体还具有第一采样孔和第二采样孔，所述第一采样孔和所述第二采样孔均成形为通孔，所述第一采样孔位于所述采样腔和所述过渡腔之间，所述第一采样孔具有朝向所述采样腔和朝向所述过渡腔的开口；所述第二采样孔位于所述过渡腔与所述主壳体的外部之间，所述第二采样孔具有朝向所述过渡腔和朝向所述主壳体的外部的开口；
所述主壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第二壳体位于所述第一壳体的外周，所述第二壳体与所述第一壳体相对固定；所述过渡腔成形于所述第一壳体和所述第二壳体之间的区域，形成所述过渡腔的壁包括所述第一壳体的外壁和所述第二壳体的内壁；
所述采样胶囊还包括第一吸水块，所述第一吸水块位于所述过渡腔内，所述第一吸水块设置为能够通过吸收液体从自然状态转变为膨胀状态；所述第一吸水块在自然状态下与所述第一采样孔和所述第二采样孔错位设置，所述液体能够通过第二采样孔进入过渡腔，再通过第一采样孔进入采样腔；所述第一吸水块在膨胀状态下封闭所述第一采样孔朝向所述过渡腔的开口和/或所述第二采样孔朝向所述过渡腔的开口；所述采样胶囊还包括第二吸水块，所述第二吸水块位于所述采样腔内，所述第二吸水块设置为能够通过吸收液体从自然状态转变为膨胀状态；所述第二吸水块在自然状态下与形成所述采样腔的壁间隔设置，所述第二吸水块在膨胀状态下封闭所述第一采样孔朝向所述采样腔的开口。
2.根据权利要求1所述的采样胶囊，其特征在于，所述第一吸水块具有贯通孔，所述贯通孔贯穿所述第一吸水块设置；所述第一吸水块在自然形态下，所述贯通孔打开，所述贯通孔连通所述第一采样孔和所述第二采样孔；所述第一吸水块在膨胀状态下，所述贯通孔关闭，所述第一吸水块阻隔所述第一采样孔和所述第二采样孔。
3.根据权利要求2所述的采样胶囊，其特征在于，所述第一吸水块吸收液体后从自然状态转变为膨胀状态的速度小于所述第二吸水块吸收液体后从从自然状态转变为膨胀状态的速度。
4.根据权利要求2所述的采样胶囊，其特征在于，所述第一吸水块和所述第二吸水块均由高吸水树脂材料制成。
5.根据权利要求1所述的采样胶囊，其特征在于，所述采样腔成形于所述第一壳体的内周，形成所述采样腔的壁包括所述第一壳体的内壁；所述第一采样孔贯穿所述第一壳体的内外表面，并且所述第一采样孔朝向所述采样腔以及朝向所述过渡腔的开口分别位于所述第一壳体的内壁和外壁；所述第二采样孔贯穿所述第二壳体的内外表面，并且所述第二采样孔朝向所述过渡腔以及朝向所述主壳体外部的开口分别位于所述第二壳体的内壁和外壁；
所述第一吸水块设置于所述第一壳体和所述第二壳体之间，所述第一吸水块的一端与所述第一壳体的外壁抵接，所述第一吸水块的另一端与所述第二壳体的内壁抵接；所述第一吸水块在膨胀状态下封闭所述第一采样孔位于所述第一壳体外壁的开口和/或所述第二采样孔位于所述第二壳体内壁的开口。
6.根据权利要求5所述的采样胶囊，其特征在于，所述第一壳体成形为中空圆筒状结构，所述第二壳体成形为中空盖状结构或中空半球状结构；所述第二壳体的数量为两个，沿所述第一壳体的轴向，两个所述第二壳体分别固定于所述第一壳体成形有所述第一采样孔的两端。
7.根据权利要求5所述的采样胶囊，其特征在于，所述第一壳体和所述第二壳体均成形为中空球状结构，所述第一壳体的外径小于第二壳体的内径，所述第一壳体位于所述第二壳体内，所述第一壳体通过所述第一吸水块间接与所述第二壳体固定。
8.根据权利要求1所述的采样胶囊，其特征在于，所述第一采样孔和所述第二采样孔的数量相同且均为多个，一个所述第一采样孔对应一个所述第二采样孔，并且每个所述第一采样孔均与另一个相对应的所述第二采样孔同轴相对设置。
9.根据权利要求1所述的采样胶囊，其特征在于，所述采样胶囊还包括由可溶材料制成的外膜，所述外膜位于所述主壳体的外周，所述外膜封闭所述第二采样孔朝向所述主壳体外部的开口。
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