CN209894783U - 一种胃肠动态模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种胃肠动态模拟装置，包括胃模拟腔、肠模拟腔、血液模拟腔、储液装置以及取样器，所述胃模拟腔内部有可放入药物的药物篮，其内可注入人工胃液及人工肠液，所述血液模拟腔与所述肠模拟腔之间贴合并嵌入有模拟肠壁，所述肠模拟腔中可注入pH调节液,所述血液模拟腔中可注入人体组织液或模拟血液，通过胃模拟腔和血液模拟腔上的取样器对腔内的介质进行取样；本实用新型结构简单，使用方便，采用加入模拟人工胃液与肠液的溶出介质，在气囊与搅拌器的作用下通过模拟肠壁且取样进行药物的吸收测试，使体内外相关性极大提高，可用于固体口服制剂的体外释放与体内吸收的预测。

Description

一种胃肠动态模拟装置

技术领域

本发明涉及药品溶出度试验技术领域，尤其涉及一种模拟人体胃肠道药物吸收的装置。

背景技术

胃肠是人体消化食物的主要场所，胃通过蠕动把药物和胃分泌液混匀，使药物颗粒研磨变小，并且在胃中发生部分生物化学反应，之后进入肠在肠消化液的作用下大部分都消化掉从而使食物更有利于人体消化吸收。

目前，对药物制剂动力学特征的研究方法主要有两种。一种是考察药物的崩解溶出性能，即《中华人民共和国药典》(以下简称《药典》)从1985年收载了溶出度试验，至今《药典》(21版二部)中该方法仍然是药物制剂溶出度检测的重要手段，但其局限性在于该方法是通过搅拌或旋转在单一溶出介质中产生强制对流进行混合，无法考察在从胃(pH 1-2)移行至肠(pH 5-8)过程中急剧pH 动态变化对药物溶解性、稳定性以及药物释出的影响；另一种是对生物利用度的研究，考察药物在体内的吸收程度，目前主要采用Beagle犬体内药代动力学研究，该方法耗时长、成本高、个体差异较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够真实模拟药物制剂于生物体内溶出及吸收过程的实验装置，以用于药物的体内外相关性研究，实现药物溶出和吸收行为的同步评价。

为解决上述技术问题，本发明所提供的一种胃肠动态模拟装置，包括胃模拟腔、肠模拟腔、血液模拟腔、储液装置以及取样器；其中，

胃模拟腔，所述胃模拟腔顶部具有开口，并连接至少一个搅拌部件，所述胃模拟腔内部置有一药物篮，所述药物篮底部为一不锈钢筛网；所述药物篮中放置一气囊，所述气囊连接一压力调节器；肠模拟腔，所述肠模拟腔通过第一管路连接所述胃模拟腔；血液模拟腔，所述血液模拟腔与所述肠模拟腔之间贴合并嵌入一模拟肠壁；储液装置，所述储液装置包括第一储液装置、第二储液装置、第三储液装置以及第四储液装置；所述第一储液装置和所述第二储液装置通过第三管路连接所述胃模拟腔；所述第三储液装置通过第二管路和第一管路连接所述肠模拟腔；所述第四储液装置通过第五管路连接所述血液模拟腔；以及取样器，所述取样器包括第一取样器和第二取样器，所述第一取样器通过第六管路连接所述胃模拟腔，所述第二取样器通过第七管路连接所述血液模拟腔。

优选地，所述搅拌部件为磁力搅拌器，所述胃模拟腔置于所述磁力搅拌器上，所述胃模拟腔内置有磁力搅拌子。

优选地，所述搅拌部件为旋转式搅拌器，所述旋转式搅拌器的搅拌棒置入所述胃模拟腔内。

优选地，还包括pH计控制器，所述pH计控制器连接所述胃模拟腔，所述 pH计控制器的pH探头置于所述胃模拟腔内。

优选地，所述第一管路上安装有第一吸液泵；所述第二管路上安装有第二吸液泵；所述第三管路上安装有第三吸液泵；所述第五管路上安装有第四吸液泵；所述第六管路上安装有第五吸液泵；所述第七管路上安装有第六吸液泵。

进一步优选地，所述的第一管路上还连接有微孔滤膜。

进一步优选地，所述第一管路通过第一三通阀连接所述第二管路；所述第三管路通过第二三通阀连接第四管路和第八管路，所述第四管路连接所述第一储液装置，所述第八管路连接所述第二储液装置。

优选地，所述模拟肠壁为caco-2单层细胞膜、PAMP液以及大鼠离体肠管中的一种。

优选地，还包括一加热/恒温装置，所述加热/恒温装置包括一烧杯，所述第一储液装置、所述第二储液装置、所述第三储液装置以及所述第四储液装置置于所述烧杯中。

优选地，还包括一基座，所述基座用于放置胃模拟腔、肠模拟腔、血液模拟腔、储液装置以及取样器。

优选地，所述胃模拟腔中间位置固定一卡环，所述卡环内放置所述药物篮。

本发明的有益效果在于，本发明采用仿生动态装置来进行模拟胃消化，过程中模拟胃的蠕动，采用气囊和搅拌装置共同模拟胃的收缩与膨胀，并且为动态模型消化过程，使药物消化更加彻底。

附图说明

图1为本实施例的整体结构图。

图2为本实施例中胃模拟腔的结构示意图。

图3为本实施例中各部件具体连接图。

其中，1-基座；2-胃模拟腔；3-肠模拟腔；4-血液模拟腔；5-储液装置；6- 第一三通阀；7-第二三通阀；8-微孔滤膜；9-第一取样器；91-第一进液管路； 10-第二取样器；101-第二进液管路；11-加热/恒温装置；12-磁力搅拌器；13- 磁力搅拌子；14-旋转式搅拌器；15-搅拌棒；20-卡环；21-药物篮；22-不绣钢筛网；23-气囊；24-压力调节器；25-pH计控制器；251-pH计探头；26-烧杯；31-caco-2单层细胞膜；41-第一管路；42-第二管路；43-第三管路；44-第四管路；45-第五管路；46-第六管路；47-第七管路；48-第八管路；51-第一储液装置；52-第二储液装置；53-第三储液装置；54-第四储液装置；61-第一吸液泵； 62-第二吸液泵；63-第三吸液泵；64-第四吸液泵；65-第五吸液泵；66-第六吸液泵；

具体实施方式

下面根据附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，一种胃肠动态模拟装置，包括基座1、胃模拟腔2、肠模拟腔3、血液模拟腔4、储液装置5、第一取样器9和第二取样器10。

基座1分为左部区域、中间区域和右部区域，左部区域用于放置胃模拟腔2 以及储液装置5，中间区域用于放置第一取样器9和第二取样器10，右部区域用于放置肠模拟腔3和血液模拟腔4。

其中，在左部区域后端的上方位置安装有加热/恒温装置11，中间位置用于放置胃模拟腔2，胃模拟腔2是一个具有顶部开口的溶出池，在胃模拟腔2的内部上方悬空设置有可装有药物的药物篮21，具体地，在胃模拟腔2上中间位置固定于有卡环20，卡环20内放置药物篮21(如图2所示)，药物篮21底部是一个不锈钢的筛网22，顶部具有开孔，经开孔并在药物篮21内放入一可提供压力的气囊23(如图2所示)，气囊23连接压力调节器，通过气囊23的收缩/膨胀和磁力搅拌器12的磁力搅拌来模拟胃蠕动。

胃模拟腔2中还可连接旋转式搅拌器14，旋转搅拌器14通过支架固定于基座1的左部区域上，旋转式搅拌器14的搅拌棒15伸入胃模拟腔2中的介质内；本实施例中的磁力搅拌器12和旋转式搅拌器14可以根据放入不同的药物选择不同的搅拌方式。

胃模拟腔2还可连接pH计控制器25，pH计控制器25的pH计探头251实时检测并显示胃模拟腔2中介质的pH值。

右侧区域用于放置肠模拟腔3和血液模拟腔4，本实施例中具有两组，另一组可为备份使用。

中间区域用于放置第一取样器9、第一进液管路91、第二取样器10以及第二进液管路101，图1中第二取样器10为打开状态，第一进液管路91连接胃模拟腔2，第二进液管路101连接血液模拟腔4，所述取样器可调节获取介质的流量和位置(图中未示)，第一进液管路91和第二进液管路101分别通过支架固定于基座1上。

如图3所示，气囊23连接压力调节器24，压力调节器24用于控制气囊23 的收缩/膨胀；胃模拟腔2底部放有磁力搅拌子13，通过改变磁力搅拌器12的转速可改变胃蠕动的速度；胃模拟腔2通过第一管路41连接至肠模拟腔3，第一管路41上装有第一吸液泵61和微孔滤膜8，用于将胃模拟腔2中溶出的介质输送至肠模拟腔3中；第一管路41上还具有一分支，该分支通过第一三通阀6 连接第二管路42，第二管路42连接第三储液装置53，第二管路42上装有第二吸液泵62，第三储液装置53中的介质可输入到肠模拟腔3中，第三储液装置53中存放有pH为6.8的调节液。

胃模拟腔2通过第三吸液泵63连接第三管路43，第三管路43通过第二三通阀7连接第四管路44和第八管路48，第四管路44连接至第一储液装置51，第一储液装置51中的介质可输入胃模拟腔2中；第八管路48连接第二储液装置 52，第二储液装置52中的介质可输入胃模拟腔2中；同一时间内，只能输送第一储液装置51或第二储液装置52中介质的一种，本实施例中的，第一储液装置 51中的介质先输入到胃模拟腔2内，过30min后第二储液装置52中的介质再输入至胃模拟腔2内；本实施例中的第一储液装置51中的介质是pH值为1.8的人工胃液，第二储液装置52中的介质是pH值为6.8的人工肠液。

肠模拟腔3和血液模拟腔4之间嵌合有caco-2单层细胞膜31(也可以是PAMP 液或大鼠离体肠管)，通过caco-2单层细胞膜31可将肠模拟腔3中介质成份渗透至血液模拟腔4内。

血液模拟腔4通过第五管路45连接至第四储液装置54，第五管路45上安装有第四吸液泵64，通过第四吸液泵64将第四储液装置54中的介质输送至血液模拟腔4中，第四储液装置54中存放有pH为6.8的人体组织液。

本实施例中的胃模拟腔2以及储液装置5置于一个烧杯26内，通过加热/恒温装置11对该烧杯26进行加热及保温，使得各溶出的介质与生物体的生理温度 (37℃)接近。

胃模拟腔2通过第六管路46连接第一取样器9，第六管路46上安装有第五吸液泵65；血液模拟腔4通过第七管路47连接第二取样器10，第七管路47上安装有第六吸液泵66，用户可以将第一取样器9中的介质(药物在胃模拟腔2 中溶解的浓度)与第二取样器10的介质(药物经过caco-2单层细胞膜7渗透后的浓度)进行对比分析。

本实施例中，第一吸液泵61的流速为4ml/min；第二吸液泵62的流速为 9ml/min；第三吸液泵63的流速为1ml/min；第四吸液泵64的流速为5ml/min；第五吸液泵65的流速为5ml/min；第六吸液泵66的流速为5ml/min，并且各吸液泵均可以调整流速，各吸液泵的调整按钮分别置于基座前端位置上(如图1)。

本实施例使用时，将药物“单硝酸异山梨酯片”置入药物篮中，并且启动该装置，此时各吸液泵开始工作，第二三通阀7开通第三管路43和第四管路44(此时第八管路48处于关闭状态)，通过第三吸液泵63将第一储液装置51中的人工胃液实时输送到向胃模拟腔2中，保证胃模拟腔2中的液体不会流失，同时磁力搅拌器(或者旋转式搅拌器)和气囊的膨胀/收缩共同模拟胃蠕动，药物在胃模拟腔2中溶解，第五吸液泵65同时实时向第一取样器9中吸取定量的液体，第一吸液泵61将胃模拟腔2中的液体输送到肠模拟腔3中，肠模拟腔3中液体中药物成份通过caco-2单层细胞膜渗透到血液模拟腔5中，第六吸液泵66同时实时向第二取样器10中吸取定量的液体介质，使用者可以将第一取样器9中的液体与第二取样器10的液体进行对比分析，判断液体中药物模拟在胃中的吸收情况。

待该装置运行30分钟后，第二三通阀7开通第三管路43和第八管路48(此时第四管路44处于关闭状态),通过第三吸液泵63将第二储液装置52中的人工肠液实时输送到向胃模拟腔2中，模拟药物在胃肠中的溶解，第五吸液泵65同时实时向第一取样器9中吸取定量的液体介质，同时第一吸液泵61将胃模拟腔 2中的液体输送到肠模拟腔3中，肠模拟腔3中液体中药物成份通过caco-2单层细胞膜31渗透到血液模拟腔4中，第六吸液泵66同时实时向第二取样器10 中吸取定量的液体介质，使用者可以将第一取样器9中的液体与第二取样器10 的液体进行对比分析，判断液体中药物模拟在胃肠中的吸收情况；当时间到90 分钟后，药物完全模拟在肠中溶解，使用者可以将第一取样器9中的液体与第二取样器10的液体进行对比分析，判断液体中药物模拟在肠中的吸收情况。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种胃肠动态模拟装置，包括胃模拟腔、肠模拟腔、血液模拟腔、储液装置以及取样器；其特征在于，

胃模拟腔，所述胃模拟腔顶部具有开口，并连接至少一个搅拌部件，所述胃模拟腔内部置有一药物篮，所述药物篮底部为一筛网；所述药物篮中放置一气囊，所述气囊连接一压力调节器；

肠模拟腔，所述肠模拟腔通过第一管路连接所述胃模拟腔；

血液模拟腔，所述血液模拟腔与所述肠模拟腔之间贴合并嵌入一模拟肠壁；

储液装置，所述储液装置包括第一储液装置、第二储液装置、第三储液装置以及第四储液装置；所述第一储液装置和所述第二储液装置通过第三管路连接所述胃模拟腔；所述第三储液装置通过第二管路和第一管路连接所述肠模拟腔；所述第四储液装置通过第五管路连接所述血液模拟腔；以及

取样器，所述取样器包括第一取样器和第二取样器，所述第一取样器通过第六管路连接所述胃模拟腔，所述第二取样器通过第七管路连接所述血液模拟腔。

2.根据权利要求1所述的胃肠动态模拟装置，其特征在于，所述搅拌部件为磁力搅拌器，所述胃模拟腔置于所述磁力搅拌器上，所述胃模拟腔内置有磁力搅拌子。

3.根据权利要求1所述的胃肠动态模拟装置，其特征在于，所述搅拌部件为旋转式搅拌器，所述旋转式搅拌器的搅拌棒置入所述胃模拟腔内。

4.根据权利要求1所述的胃肠动态模拟装置，其特征在于，还包括pH计控制器，所述pH计控制器连接所述胃模拟腔，所述pH计控制器的pH探头置于所述胃模拟腔内。

5.根据权利要求1所述的胃肠动态模拟装置，其特征在于，所述第一管路上安装有第一吸液泵；所述第二管路上安装有第二吸液泵；所述第三管路上安装有第三吸液泵；所述第五管路上安装有第四吸液泵；所述第六管路上安装有第五吸液泵；所述第七管路上安装有第六吸液泵。

6.根据权利要求5所述的胃肠动态模拟装置，其特征在于，所述的第一管路上还连接有微孔滤膜。

7.根据权利要求5所述的胃肠动态模拟装置，其特征在于，所述第一管路通过第一三通阀连接所述第二管路；所述第三管路通过第二三通阀连接第四管路和第八管路，所述第四管路连接所述第一储液装置，所述第八管路连接所述第二储液装置。

8.根据权利要求1所述的胃肠动态模拟装置，其特征在于，所述模拟肠壁为caco-2单层细胞膜、PAMP液以及大鼠离体肠管中的一种。

9.根据权利要求1所述的胃肠动态模拟装置，其特征在于，还包括一加热/恒温装置，所述加热/恒温装置包括一烧杯，所述第一储液装置、所述第二储液装置、所述第三储液装置以及所述第四储液装置置于所述烧杯中。

10.根据权利要求1所述的胃肠动态模拟装置，其特征在于，还包括一基座，所述基座用于放置胃模拟腔、肠模拟腔、血液模拟腔、储液装置以及取样器。

11.根据权利要求1所述的胃肠动态模拟装置，其特征在于，所述胃模拟腔中间位置固定一卡环，所述卡环内放置所述药物篮。

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