ES2352213T3 - Aparato, sistema y procedimiento. - Google Patents
Aparato, sistema y procedimiento. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2352213T3 ES2352213T3 ES06755780T ES06755780T ES2352213T3 ES 2352213 T3 ES2352213 T3 ES 2352213T3 ES 06755780 T ES06755780 T ES 06755780T ES 06755780 T ES06755780 T ES 06755780T ES 2352213 T3 ES2352213 T3 ES 2352213T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- food
- stage
- cylinder
- chamber
- inner chamber
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims abstract description 173
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims abstract description 55
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 27
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 230000001079 digestive effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 19
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 16
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 16
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims description 16
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 14
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 5
- 102000038379 digestive enzymes Human genes 0.000 claims description 5
- 108091007734 digestive enzymes Proteins 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 claims description 4
- 102000015728 Mucins Human genes 0.000 claims description 3
- 108010063954 Mucins Proteins 0.000 claims description 3
- 102000004139 alpha-Amylases Human genes 0.000 claims description 3
- 108090000637 alpha-Amylases Proteins 0.000 claims description 3
- 229940024171 alpha-amylase Drugs 0.000 claims description 3
- 235000019621 digestibility Nutrition 0.000 claims description 3
- 229940051875 mucins Drugs 0.000 claims description 3
- 239000002417 nutraceutical Substances 0.000 claims description 3
- 235000021436 nutraceutical agent Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000010951 particle size reduction Methods 0.000 claims description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 2
- 235000012041 food component Nutrition 0.000 claims 1
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 claims 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 43
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 20
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 16
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 11
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 8
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 8
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 6
- 241000251539 Vertebrata <Metazoa> Species 0.000 description 5
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 5
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 5
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 4
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 4
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 210000000813 small intestine Anatomy 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002183 duodenal effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 244000105624 Arachis hypogaea Species 0.000 description 2
- 229920004943 Delrin® Polymers 0.000 description 2
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000001055 chewing effect Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000006047 digesta Substances 0.000 description 2
- 210000002249 digestive system Anatomy 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 210000001198 duodenum Anatomy 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 210000001842 enterocyte Anatomy 0.000 description 2
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 2
- 235000015816 nutrient absorption Nutrition 0.000 description 2
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 2
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 description 2
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 2
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 244000291564 Allium cepa Species 0.000 description 1
- 235000002732 Allium cepa var. cepa Nutrition 0.000 description 1
- 235000017060 Arachis glabrata Nutrition 0.000 description 1
- 235000010777 Arachis hypogaea Nutrition 0.000 description 1
- 235000018262 Arachis monticola Nutrition 0.000 description 1
- 101100008047 Caenorhabditis elegans cut-3 gene Proteins 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 description 1
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 description 1
- 239000004367 Lipase Substances 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229920005439 Perspex® Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 230000002009 allergenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 210000000941 bile Anatomy 0.000 description 1
- 239000003833 bile salt Substances 0.000 description 1
- 229940093761 bile salts Drugs 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000013553 cell monolayer Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 230000002153 concerted effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 230000037020 contractile activity Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 210000002889 endothelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000021149 fatty food Nutrition 0.000 description 1
- 230000008713 feedback mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000012055 fruits and vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 235000013376 functional food Nutrition 0.000 description 1
- 230000030136 gastric emptying Effects 0.000 description 1
- 230000008571 general function Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007455 ileostomy Methods 0.000 description 1
- 238000010874 in vitro model Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 235000019421 lipase Nutrition 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000010077 mastication Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229940126701 oral medication Drugs 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 235000013406 prebiotics Nutrition 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 235000021067 refined food Nutrition 0.000 description 1
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 description 1
- 230000003248 secreting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000002415 sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 235000013403 specialized food Nutrition 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000009747 swallowing Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 description 1
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
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/45—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
- B01F25/451—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by means for moving the materials to be mixed or the mixture
- B01F25/4512—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by means for moving the materials to be mixed or the mixture with reciprocating pistons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/45—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
- B01F25/452—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
- B01F25/4521—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through orifices in elements, e.g. flat plates or cylinders, which obstruct the whole diameter of the tube
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
- B01F31/29—Mixing by periodically deforming flexible tubular members through which the material is flowing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/82—Combinations of dissimilar mixers
- B01F33/821—Combinations of dissimilar mixers with consecutive receptacles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/75—Discharge mechanisms
- B01F35/754—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer
- B01F35/75425—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using pistons or plungers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/75—Discharge mechanisms
- B01F35/754—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer
- B01F35/7547—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using valves, gates, orifices or openings
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/75—Discharge mechanisms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Algebra (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Medicines Containing Plant Substances (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
Aparato para simular la digestión de un alimento, cuyo aparato comprende: (a) un recipiente de contención exterior (100) en el cual se puede introducir y retirar líquido a través de al menos un orificio, y (b) una cámara de digestión interna (200) que comprende una porción rígida a través del cual el alimento puede ser introducido, y una porción flexible, en donde la cámara interior es asegurable dentro del recipiente exterior de forma tal que la alteración reversible de la presión del líquido dentro del recipiente exterior causa la compresión parcial reversible de la porción flexible para mezclar el alimento presente en el mismo, caracterizado por el hecho de que la porción flexible se estrecha desde la parte rígida hacia una abertura desde la cual se puede extraer el alimento.
Description
[0001] Esta invención se refiere generalmente a un aparato y a sistemas para la simulación de digestión y a procedimientos para el uso de los mismos, por ejemplo, 5 para las investigaciones fisiológicamente relevantes en la digestión de alimentos y fármacos por vertebrados utilizando alimentos y productos farmacéuticos reales.
10 [0002] Aunque los seres humanos han logrado la hazaña aparentemente imposible de poner a los seres humanos en el espacio exterior y en la luna, sigue habiendo una increíble falta de información sobre la más básica de todas las funciones -la ingestión y digestión de los alimentos. Como el tubo digestivo alcanza la función crítica de perpetuación de la vida de recibir toda la comida, el proceso fisicoquímico
15 por el cual se extraen los nutrientes críticos, y/o se elimina exceso de componentes innecesarios, se entiende muy bien en algunos aspectos, y muy poco en otros aspectos. La suma general de varios productos químicos en las distintas etapas del proceso digestivo y la extracción de ciertos nutrientes se ha estudiado ampliamente. Sin embargo, los modelos disponibles para la manipulación física real de los productos
20 alimenticios se mantienen relativamente crudos. [0003] Algunos de los modelos más sofisticados que están disponibles hasta la fecha incluyen el que se describe en la patente US 5.525.305, publicada el 11 de junio de 1996, por un "Modelo In Vitro de un Aparato Digestivo In Vivo", que describe un aparato según el preámbulo de la reivindicación 1. En este modelo, se puede hacer un
25 conjunto relevante de preguntas con respecto al proceso digestivo aplicado a un grupo relativamente limitado de alimentos de prueba. El sistema se compone esencialmente de al menos una unidad que incluye al menos dos cámaras de presión en las que puede ser introducido un líquido, pasado de ida y vuelta entre las dos cámaras de presión, en las que se pueden agregar varios productos químicos, enzimas y moduladores del pH.
30 [0004] La patente US 6.022.733, publicada el 8 de febrero de 2000, se refiere a una "Disolución Biológica Simulada y el Sistema de Absorción", incluyendo una monocapa de células en contacto con un medio en el que pueden ser disueltas las formulaciones farmacéuticas, y analizadas, y un efluente de dicha monocapa celular para permitir el análisis de la captación de la composición farmacéutica disuelta.
35 [0005] La patente US 6.379.619, publicada el 30 de abril de 2002, se refiere a una "Tripa Artificial", que incluye una serie de fibras huecas recubiertas con determinados componentes biológicos, incluyendo enterocitos, y perfusión de la serie de fibras huecas recubiertas con componentes biológicos, incluida la baja oxigenación. [0006] En ninguno de estos sistemas hay un enfoque concertado sobre las fuerzas físicas reales y manejo de los materiales introducidos para garantizar que, tanto como sea posible, el sistema refleja los procesos fisiológicos reales, tanto desde el punto de vista químico, sino también desde el punto de vista mecánico. En consecuencia, se cree que todavía existe una necesidad largamente sentida de un sistema que incorpore estos parámetros, que pueden utilizarse en conjunción con o para reemplazar los sistemas ya conocidos en la técnica, incluyendo pero sin limitarse a los mencionados anteriormente, para buscar el modelo de digestión de los alimentos, fármacos y nutrientes específicos. [0007] Una breve discusión de una "tripa modelo" ideada por los presentes inventores se hizo en "Science and Innovation" 2:05 Número publicado por el Institute of Food Research en Norwich, Reino Unido (www.ifr.ac.uk). No obstante ese debate no enseña no sugiere la estructura de la tripa modelo. [0008] Por lo tanto, se puede ver que la divulgación de nuevos aparatos, sistemas y procedimientos para la simulación mejorada de la digestión podría aportar una contribución a la técnica, según el objeto de las reivindicaciones.
[0009] Se proporcionan nuevos aparatos, sistemas y procedimientos que incorporan entornos físicos, mecánicos y bioquímicos que aclaran que existe en el lumen in vivo del tracto digestivo de vertebrados. [0010] En realizaciones preferidas, el sistema incluye un estómago holísitico y, preferiblemente, al menos una porción del intestino delgado, capaz de manipular alimentos complejos, comidas reales y productos farmacéuticos. [0011] Así, el modelo puede incluir al menos tres etapas distintas de condiciones ambientales y físicas muy diferentes, como se refleja en el estado de la investigación técnica en el funcionamiento del intestino humano durante las diferentes etapas del procesamiento de la comida. [0012] La etapa 1 simula el cuerpo principal del estómago (la parte superior del estómago), una región con un comportamiento de mezcla no homogéneo, distintas adiciones de ácido y enzima y, la rutina de vaciado fisiológicamente relevante a la etapa 2. Esto puede ser generado por (a) un recipiente de contención externo en el cual el líquido se puede introducir y retirar a través de al menos un orificio, y (b) una cámara de digestión interior, que comprende una parte rígida a través de la cual se puede introducir el alimento, y una parte flexible que se estrecha desde la parte rígida a una abertura desde la que se puede retirar el alimento, en donde dicha cámara interior es asegurable dentro del recipiente exterior de forma tal que la alteración reversible de la presión del líquido dentro del recipiente exterior causa la compresión parcial reversible de la porción flexible para mezclar los alimentos presentes en la misma. [0013] La etapa 2 simula el antro (la parte inferior del estómago), donde la digestión a partir de la Etapa 1 es objeto de fuerzas de cizalla fisiológicamente relevantes para romper la estructura de los alimentos, antes de vaciarse en la etapa 3. La etapa 2 puede ser proporcionada por:
(a) un cilindro exterior que incluye en una primera pared de extremo un puerto de entrada a través de la cual puede introducirse el alimento, y en el segundo extremo opuesto una abertura para recibir un cilindro interior, y en la pared lateral proximal a la primera pared de extremo un puerto de salida desde el que se puede retirar el alimento, (b) un cilindro interior montado de forma deslizable dentro del cilindro exterior y que incluye en una primera pared de extremo una abertura a través de la cual puede forzarse el alimento de forma reversible entre los cilindros interno y externo, y en el segundo extremo final una abertura para recibir un émbolo, (c) un émbolo montado de forma deslizante dentro del cilindro interno para llevar el alimento a través de la puerta de entrada y la abertura en el cilindro interior, en donde la abertura se encuentra dentro de un diafragma flexible asegurado dentro de la pared de extremo del cilindro interior, y donde el volumen del cilindro interior está entre 20 y 200 ml. [0014] La etapa 3 simula las condiciones que se encuentran en el duodeno (la primera sección del intestino delgado). [0015] También se proporcionan nuevos sistemas y procedimientos con combinaciones de etapas y/o pasos que también proporcionan un mejor modelado de la digestión in vivo. [0016] Preferiblemente, la etapa 1 descrita anteriormente puede ser en forma modular y puede estar integrada junto con la etapa 2 y, opcionalmente, la etapa 3 para proporcionar sistemas modelo de intestino según la invención. Preferentemente el sistema puede ser controlado por ordenador, por ejemplo mediante software que se ejecuta en un sistema informático y la monitorización de todas las partes de los sistemas se puede realizar en tiempo real.
[0017] En el desarrollo de los aparatos, sistemas y procedimientos según esta invención, los presentes inventores han tenido en cuenta para desarrollar e incorporar el estado de la técnica información científica relevante para los vertebrados in vivo, incluyendo pero no limitado a, la digestión humana de alimentos reales. Por lo tanto, los inventores han realizado una imagen de resonancia magnética (MRI), y en concreto, una imagen del eco planar (EPI), estudios en voluntarios humanos durante el proceso digestivo: los inventores observaron las comidas dentro del cuerpo del estómago y descubrieron que los impulsos del estómago suavemente después de la ingestión de una comida, dando lugar sólo a un mezclado leve. Se observó que las secreciones gástricas liberadas de la pared del estómago durante esta fase penetran en el bolo de comida sólo en unos pocos milímetros alrededor de la superficie exterior, a continuación del cual se produce un desprendimiento de la superficie externa ahora hidratada del bolo. Lo "desprendido" se vacía en el antro. Se encontró que este ciclo de secreción, difusión y desprendimiento se reitera hasta que el bolo entero de comida se elimina del cuerpo del estómago. Por lo tanto, la etapa 1 del presente sistema incorpora este proceso fisiológico, ofreciendo un vaso flexible de geometría adecuada. Preferiblemente, un material no-poroso, de fácil limpieza, resistente al aceite, agua, ácido y enzima (a temperaturas fisiológicas) y robusto es seleccionado para imitar las paredes del cuerpo del estómago. Idealmente, el material también es permisivo de la MRI, de modo que la comparación directa de imágenes de MRI de la "digestión" en esta etapa del modelo se ve facilitada con imágenes MRI obtenidas in vivo. [0018] Los materiales y geometrías de construcción apropiados incluyen aquellos mostrados en las figuras y equivalentes de los mismos. Por ejemplo, por lo tanto, para la etapa 1, el cuerpo principal del estómago, el vaso de digestión externa y los componentes no flexibles de la cámara de digestión interna se construye preferiblemente en Perspex. La parte flexible de la cámara de digestión interna se construye preferiblemente de poliuretano. Todas las arandelas son preferentemente de caucho nitrilo y los tornillos y pernos son preferentemente de nylon. Todas las otras partes de esta etapa del modelo se construyen preferiblemente de Delrin. Donde la compatibilidad con la MRI no es necesaria, naturalmente, pueden ser utilizados otros materiales incluyendo el metal, como el acero inoxidable, titanio, etc., para las partes rígidas del aparato. Porciones flexibles del aparato también se puede construir a partir de látex u otro material apropiado.
[0019] Para asegurar la reproducibilidad en la reducción del tamaño del alimento antes de su tratamiento en la etapa 1 se diseñó (el modelo del cuerpo principal del estómago) un dispositivo de corte de precisión. Este aparato fue utilizado para producir materiales resultantes de una “masticación estándar” dentro de la cavidad bucal de los vertebrados antes de las digestiones simuladas dentro del estómago y el intestino delgado. La pieza diseñada del aparato corta el alimento en cubos de aproximadamente 3 mm2 de dimensión, representando el tamaño aproximado de los alimentos producidos por la masticación humana antes de tragar. El aparato se compone de hojas de afeitar de filo doble alineadas a 3 mm de distancia en un marco de metal. El aparato se utiliza para cortar primero tiras de 3 mm de ancho de alimento y luego girar 90° para cortar estas tiras en cubos. Los cubos resultantes son expulsados del equipo por una disposición de barras pivotadas. Una vez cortado, el alimento está sujeto a bajos niveles de "digestión" de α-amilasa a 37°C durante un período de tiempo que oscila entre 10-60 segundos. Esta tecnología de pre-tratamiento opcionalmente incluye además una trituración / distribución mecánica del alimento / estructura con la adición y la mezcla en paralelo de "una saliva modelo" (mezcla acuosa de mucinas y enzimas digestivas). Este alimento pretratado se alimenta entonces en la etapa 1, una simulación del cuerpo principal del estómago.
[0020] Así, la invención proporciona un aparato para simular la digestión de un alimento, comprendiendo dicho aparato:
- (a)
- un recipiente de contención externo en el cual se puede introducir y retirar líquido a través de al menos un orificio, y
- (b)
- una cámara de digestión interior, que comprende una parte rígida a través de la cual el alimento puede ser introducido y una parte flexible que se estrecha desde la parte rígida hacia una abertura desde la que el alimento puede ser extraído,
en donde la cámara interior es asegurable dentro del recipiente exterior de forma tal que la alteración reversible de la presión del líquido dentro del recipiente exterior causa la compresión parcial reversible de la porción flexible para mezclar el alimento presente en el mismo. [0021] El alimento puede ser cualquier material del que se desee modelar la digestión, incluyendo alimentos complejos, comidas reales o comidas modelo, preparaciones nutracéuticas o farmacéuticas o las fórmulas incluidas las formulaciones de liberación lenta. Opcionalmente, el alimento utilizado en el proceso puede incluir materiales activos añadidos (por ejemplo, pro-o en pre-bióticos, o bacterias patógenas
o no patógenas, etc.) que se desea estudiar en el sistema in vitro.
- [0022]
- Por lo general, el volumen de la cámara interior se sitúa entre 500 y
- 1000 ml.
- [0023]
- Preferiblemente, la parte rígida es anular y la parte flexible es cónica o
troncocónica y está conectada en su extremo superior a la parte rígida y en su extremo inferior a un elemento elástico anular es de diámetro menor que la porción anular rígida y que define la abertura. [0024] La porción flexible puede comprender un material de hoja flexible moldeada asegurado alrededor de cada una de las partes anulares rígidas y el elemento anular elástico mediante una arandela. [0025] La mezcla lograda en la etapa 1 del aparato es una mezcla no homogénea. La pulsación suave producida por la adición y la eliminación de líquido desde el recipiente de contención exterior facilita la penetración de los aditivos digestivos (que corresponden a las secreciones gástricas) en la periferia del bolo alimenticio. [0026] Preferiblemente, el aparato comprende además una válvula para controlar el flujo desde la abertura en el miembro anular elástico. La nueva estructura del recipiente de digestión interna, en parte flexible, en parte rígida y la pulsación continua producida por la cámara exterior resultará en el vaciado preferencial de la región externa ahora hidratada del bolo alimenticio a través de la abertura cuando se abre la válvula de aislamiento entre la etapa 1 y etapa 2. Esta secuencia de eventos se repetirá hasta que la etapa 1 esté vacía resultando en un ciclo continuo de hidratación alrededor del exterior del bolo alimenticio seguido por el vaciado preferencial de este parte ahora hidratada (un efecto “pelado de cebolla”). [0027] Así, la invención proporciona la capacidad para imitar con exactitud tanto los procesos bioquímicos como físicos de la dilución y mezcla de alimentos en el estómago. Contrariamente a la idea tradicional de una homogeneización rápida y completa de una comida en el cuerpo principal del estómago, el contenido gástrico parece ser más bien poco mezclado. Mucho tiempo después de la ingestión de la comida sigue siendo heterogénea, con las secreciones gástricas sólo penetrando la parte exterior del bolo alimenticio. La investigación MRI sugiere que el centro del bolo de comida no se diluye por las secreciones durante un período de tiempo apreciable. Los datos también sugieren que el estómago se vacía de forma selectiva en la parte inferior del estómago (el antro) los componentes más diluidos, periféricos del bolo de comida, que son los más cercanos a la actividad contráctil. Esto sugiere que el alimento sale del bolo por un proceso de elución. [0028] La cámara interna puede ser soportada dentro de un casete que puede estar asegurado de forma desmontable dentro del recipiente exterior, por ejemplo, para facilitar la extracción para su limpieza o descontaminación. Así, el recipiente externo puede comprender una placa superior, una placa inferior, una pared de la cámara anular que se extiende entre y colocada herméticamente en cada una de dicha placa superior y dicha placa inferior en donde las aberturas en dicha placa superior de dicha placa inferior permiten que el casete esté asegurado de forma desmontable a las mismas. Preferiblemente, el casete comprende una placa superior hermética rígidamente dispuesta además de una placa hermética inferior, cada una de ellas respectivamente emparejada con una abertura en dicha placa superior y una abertura en dicha placa inferior de dichos medios de contención, en donde la parte rígida de la cámara interior está montada herméticamente dentro de la placa superior hermética del casete. [0029] Todos los componentes estructurales son preferentemente compuestos de materiales que permiten MRI en tiempo real, MRI eco-planar, u otras monitorizaciones y análisis en línea de los procesos en curso que se produzcan. Tales materiales incluyen, pero no se limitan a, Delrin para componentes estructurales rígidos, y poliuretano para los componentes flexibles. Preferiblemente, la totalidad o parte de la cámara interior y el recipiente exterior se componen de un material permisivo de MRI tal que cualquier alimento dentro de la cámara interior se puede visualizar utilizando MRI. [0030] En la práctica, para estimular la mezcla y exprimido suave de los alimentos introducidos en el cuerpo del estómago, un "estómago simulado" según esta invención consiste en un recipiente de contención exterior hermético y una cámara de digestión interna contenida dentro del recipiente de contención exterior. El recipiente de contención exterior se llena completamente con un fluido, incluyendo pero no limitado al agua. Una cantidad controlada, conocida de agua es introducida y cíclicamente se elimina de este recipiente de contención a una tasa definible y controlable, lo que crea un suave exprimido y descanso ("masajeado") de la parte flexible de la cámara de digestión interna. En una realización de esta invención, un accionador neumático, un motor por pasos para activar el accionador y un controlador inteligente se acoplan para controlar la introducción y extracción del líquido del recipiente de contención. [0031] Preferiblemente, la cámara interior tiene una pluralidad de electrodos de pH dispuesto dentro de ella, en donde cada electrodo de pH, opcionalmente, contiene su propio electrodo de referencia. Además de simular la mezcla mecánica que se produce en el cuerpo del estómago in vivo, el aparato de esta invención, este proporciona monitoreo en línea de la mezcla de la digesta en el estómago. La difusión del ácido y los consiguientes cambios de pH pueden ser monitoreados por la serie de electrodos de pH (Figura 4), diseñados y colocados para interferir mínimamente con la mezcla, distribuidos por toda la cámara de digestión interna. Preferiblemente, los electrodos son pequeños, blandos y lo suficientemente robustos como para soportar el medio ambiente físico y químico al que están expuestos. Debido a la mezcla no homogénea en el cuerpo del estómago, y los gradientes de pH y de difusión se miden a través del cuerpo de la comida. En consecuencia, cada electrodo de pH preferiblemente contiene su propio electrodo de referencia. Cada electrodo es preferiblemente en interfaz con una unidad central de proceso, tal como un ordenador personal, para permitir la monitorización simultánea de todos los electrodos en tiempo real y el control de la tasa de entrega de ácido clorhídrico a la cámara de digestión como se muestra en la figura 4. [0032] Preferiblemente, la cámara interior incluye un aplicador para introducir aditivos digestivos desde los respectivos depósitos de aditivos digestivos, en donde el aplicador está dispuesto opcionalmente en la cámara interior de manera que flote sobre cualquier alimento presente en el mismo y entregar dichos aditivos digestivos sobre las paredes interiores de dicha cámara interior y/o alimento. Los aditivos pueden llevarse desde los depósitos al aplicador mediante mangueras que pasan a través del recipiente exterior de forma tal que las temperaturas de los aditivos son modificadas por el líquido en el recipiente exterior. Los aditivos en general serán uno o más ácidos, álcalis, enzimas (en particular las enzimas digestivas, que son bien conocidas por los expertos en la técnica). Otros aditivos pueden incluir fosfolípidos y bilis. Los ácidos y enzimas normalmente se almacenarán en depósitos de temperatura controlada. El depósito de ácido se mantiene a temperatura ambiente mientras que los depósitos que contienen las enzimas se mantiene entre 1-4°C. Tanto el ácido como las enzimas se vierten con el uso de bombas peristálticas controladas por ordenador desde sus respectivos depósitos de almacenamiento a través de mangueras de diámetro estrecho de caucho silicona. Las tasas de adición de enzimas y ácido son controladas y monitoreadas en tiempo real por el software de control de proceso apropiado (Figura 4). Las mangueras que llevan las adiciones se enganchan en el recipiente de contención principal, donde el ácido y las enzimas contenidas en las mangueras se calientan rápidamente desde sus temperaturas originales a 37°C. Las mangueras alimentan a continuación, en un dispositivo que flota en la parte superior de la comida contenida en la cámara de digestión. Este dispositivo sube y baja con el movimiento de la comida dentro de la cámara de digestión. El ácido y las enzimas se depositan desde sus respectivas mangueras en este dispositivo en el que se mezclan y luego se secretan uniformemente en la parte superior de la comida alrededor de la pared de la cámara de digestión. La tasa a la que se segrega el ácido sobre la comida dentro de la cámara de digestión se controla a través de un mecanismo de retroalimentación, como se muestra en la figura 4. [0033] Tal como se señaló anteriormente, el pH en los puntos específicos dentro de la cámara de digestión se mide con el uso de electrodos de pH como se describió anteriormente. Estos electrodos de pH se pueden interconectar con una unidad central de proceso. Se aplica software que relaciona el pH medido con la tasa y la cantidad de ácido añadido en la cámara de digestión. El software, en tiempo real, mide el pH, calcula el ácido necesario y después controla la bomba de ácido peristáltica y por lo tanto la tasa y la cantidad de ácido suministrado a la cámara de digestión. Este sistema se analiza con más detalle a continuación. [0034] Preferiblemente, el recipiente exterior tiene al menos un sensor de temperatura en su interior. La temperatura a través de la simulación del cuerpo principal del estómago es controlada a través de un controlador de temperatura externo. Este controlador de temperatura calienta y circula el fluido contenido en el recipiente de contención exterior. Termopares o sensores de temperatura similares están situados a lo largo del recipiente de contención y en el exterior de la parte flexible de la cámara de digestión. Estos sensores de temperatura están conectados a una unidad central de proceso que monitorea los valores medidos en tiempo real. La temperatura de salida del controlador de temperatura se ajusta entonces mediante la unidad central de proceso (figura 4) para asegurar que la temperatura del líquido distribuido dentro del recipiente de contención se mantiene en valores deseados predeterminados durante el proceso. [0035] Con referencia a la figura 1A, se proporciona una representación esquemática de una realización del cuerpo principal de la porción del estómago de un aparato según la presente invención. Esta porción del aparato está representado en sección transversal de izquierda a derecha, como una cámara 100, que comprende una placa superior 110, una placa inferior 120, una pared de la cámara anular 130 que se extiende entre y está colocada herméticamente en cada una de dichas placa superior 110 y dicha placa inferior 120 para crear un volumen de compartimiento cerrado 101. Dicho volumen del compartimiento cerrado 101 definido entre la placa superior 110, dicha placa inferior 120 y dicha pared de la cámara anular 130 representa un primer elemento estructural 140 mostrado de forma aislada en las figuras 2A, como vista en sección transversal lateral, y la figura 2B, como una vista superior en sección transversal. Dicho elemento estructural 140 es un compartimiento hermético, que forma un medio de contención para distintos puertos para el transporte de masas de entrada y salida de dicho volumen del compartimiento 101 a través de dicha placa superior 110 y dicha placa inferior 120. La colocación de dicha placa superior 110 a dicha placa inferior 120 y sujetar dicha pared de la cámara anular 130 entre las mismas, se proporcionan una serie de varillas de soporte 131 fijas entre el lado inferior de dicha placa superior 110 y la parte superior de dicha placa inferior 120. [0036] La función principal de este aspecto de la invención es un casete extraíble 200 que, de forma desmontable y hermética, se inserta y se extrae de dicho elemento estructural 140 a través de aberturas 111 en dicha placa superior 110 y 121 de dicha placa base 120. Dicho casete extraíble 200 se muestra en detalle aislado en sección transversal en la figura 3A. Este casete extraíble 200 preferiblemente define el volumen de trabajo interno, en el que se produce el procesamiento inicial de los alimentos, por analogía a un vertebrado, y en una modalidad preferida, a un estómago humano. Dicho casete 200 mostrado en la figura 3A dispone de una placa superior hermética 210 y una placa inferior hermética 220 cada una de ellas respectivamente se empareja de forma hermética a dicha abertura 111 en dicha placa superior 110 y dicha abertura 121 en dicha placa inferior 120 de dicho medio de contención de 140. Juntas 211 y 221 se proporcionan en el borde de acoplamiento de la placa superior 210 donde encuentra dicha abertura 111 y el borde de dicha placa inferior 220 donde se encuentra dicha abertura 121. Se proporcionan asas 212 colocadas en dicha placa superior 210 para facilitar el transporte de dicho casete. Unos clips de retención bloquean dicho casete insertado en su lugar dentro de dicha cámara 200. Manteniendo dicha placa superior 210 y dicha placa inferior 220 rígidamente separadas hay una serie de barras
230. Estas barras 230, mientras mantienen dicha placa rígida superior 210 y dicha placa inferior 220 en relación espacialmente separada entre sí, ofrecen libre acceso a las estructuras dispuestas entre la placa superior 210 y dicha placa inferior 220 y espacialmente, dentro de una circunferencia que circunscribe dichas varillas rígidas
230. De esta manera, la presión del líquido, la presión de aire, o similares, y cambios de las mismas dentro de dicho volumen 101 no se ven obstaculizados por dichas varillas 230 en la forma en que un anillo sólido, tal como haría 130 empleado para definir la cámara 140. Por supuesto, en lugar de las barras 230, un anillo similar a 130 podría utilizarse, donde una pluralidad de orificios en las paredes del mismo podía permitir la transmisión de la presión del líquido y de cambios en el volumen incluido dentro de la circunferencia de dicho anillo. Otras variaciones equivalentes logran la función de separar rígidamente dicha placa superior 210 y dicha placa inferior 220 al tiempo que permiten la transmisión de presiones del líquido y variaciones del mismo se pueden utilizar para este propósito. [0037] Como parte de dicho casete 200, se proporciona una estructura anular 240 para la recepción de los alimentos para el análisis y procesamiento según la invención. Dicha estructura anular 240 se colocará herméticamente dentro de un orificio 241 en dicha placa superior 210. Colocada herméticamente en el extremo inferior de dicha estructura anular 240 hay una membrana flexible 250, fijada a través de la junta 251, o por otros medios equivalentes conocidos en la técnica, incluyendo, pero no limitado a, por ejemplo, cable engastado, una abrazadera ajustable, o similares. Dicha membrana flexible 250 se fija en su extremidad inferior a la extremidad superior de una estructura de válvula 260, a través de la junta 252. Dicha estructura de la válvula 260 se fija rígida y herméticamente través de un orificio en dicha base inferior
220. Dicha estructura de válvula puede ser accionada manualmente o puede estar bajo control de ordenador para regular el paso de la masa a través de la misma. Preferiblemente, la membrana flexible 250 se estrecha desde la extremidad inferior de dicha estructura anular 240 hacia su propia terminal fijada a dicha estructura de válvula
260. De esta manera, un volumen 242 es definido por el espacio interno confinado por el interior de dicha estructura anular 240 y dicha membrana flexible cónica 250. El alimento está incluido en el volumen 242 al que se añaden cantidades medidas, conocidas de aditivos seleccionados, incluyendo pero no limitados a las enzimas digestivas, ácidos, bases, y similares. Así, por ejemplo, lipasas, ácido clorhídrico diluido y similares, se pueden agregar a los alimentos incluidos en dicho volumen 242. Como la comida así incluida y tratada se descompone, al "digestivo" que así se produce se le permite atravesar mediante dicha válvula estructura 260 en el próximo compartimento digestivo discreto del sistema digestivo modelo. [0038] De lo anterior, se apreciará que la parte principal del estómago está compuesta del elemento 100 en combinación con el elemento 200. También será apreciado por los expertos en la materia que las mejoras en la relevancia fisiológica de este aparato puede lograrse mediante, por ejemplo, revestimiento de colágeno de las superficies que entran en contacto con alimentos. Además, dichas superficies se pueden sembrar en una superficie de crecimiento de las células endoteliales, fibroblastos, o similares, según sea adecuado, dependiendo del grado en que se desea imitar el medio fisiológico al se enfrentan los alimentos in vivo. Hay que tener en cuenta, sin embargo, que mejoras de esta naturaleza, mientras entran en el ámbito de aplicación de la invención aquí contemplado, aumentará considerablemente el mantenimiento y el cuidado necesario para mantener el aparato en condiciones de funcionamiento adecuadas. También se apreciará que, en primera instancia, donde se desea simular del procesamiento físico y químico de los alimentos, tal grado exquisito de mimetismo fisiológico puede no ser necesario o incluso deseable. [0039] Dado que los datos obtenidos, como se discutió aquí anteriormente, utilizando MRI in vivo, MRI eco-planar, y similares, indican que los alimentos son digeridos desde el exterior hacia el interior, enzimas, ácidos, bases, y similares se agregan al exterior de un bolo de alimento incluido en dicho volumen 242. Esto se logra a través de aplicador 300 que comprende las mangueras 301 a través de las cuales las enzimas, ácidos, bases y similares se transmiten a boquillas 302 que suministran dichas enzimas, ácidos, bases y similares a la periferia de dicha estructura anular 240 mediante la secreción de una corriente fina de estos materiales sobre las paredes del interior de dicha estructura anular 240, así como sobre la superficie exterior de los alimentos incluidos en dicho volumen 242. El aplicador 300 flota sobre la parte superior del volumen 242 al suministrar enzimas, ácidos, bases moviéndose tanto hacia arriba y hacia abajo al cambiar el nivel de volumen 242, logrando así un suministro uniforme de estos componentes digestivos al exterior de los alimentos dentro del volumen 242. Para imitar cuidadosamente lo que se ha observado a través de MRI in vivo utilizando MRI eco-planar, un líquido, tal como agua, es introducido y extraído rítmicamente, dentro y fuera del volumen 101 una vez que el casete 200 que contiene el alimento ha sido bloqueado en su sitio en los orificios 111 y 121 dentro de dicho compartimiento 100. A medida que el líquido es introducido y extraído, se induce un masaje suave de la membrana flexible 250, que ayuda a la mezcla de los componentes digestivos agregados con las capas exteriores de los alimentos, así como la inducción suave de descamación de las capas del alimento hacia dicho mecanismo de válvula 260, listo para paso a la siguiente etapa del tracto digestivo simulado. El líquido se agrega y se extrae del volumen 101 mediante puertos de adición de y eliminación de líquidos 102 y 103. Para purgar el volumen 101 de aire, se proporciona un puerto de purga de aire 104. Para permitir la regulación de la temperatura de las enzimas, ácidos y bases en las mangueras 301 antes de la adición al volumen 242 mangueras 301 se enlazan 105 y se sumergen en el volumen 101. La regulación de la temperatura, la tasa de entrada y salida de líquido a través de los puertos 102 y 103,la tasa y la composición de la adición de masa a través de aplicador 300 y boquillas 302, y la tasa a la que se le permite a la masa fluir a través de la válvula 260 del cuerpo principal simulado del compartimento del estómago del sistema digestivo simulado en el compartimiento de antro, son todos susceptibles de control por ordenador.
[0040] La etapa 2 del modelo proporciona una simulación del antro (la región
inferior del estómago).
[0041] Así, la solicitud también describe un aparato para simular la digestión
mecánica de un alimento, dicho aparato se compone de:
- (a)
- un cilindro exterior que incluye en una primera pared de extremo un puerto de entrada a través del cual puede ser introducido el alimento, y en el segundo extremo opuesto una abertura para recibir un cilindro interior, y en la pared lateral proximal a la primera pared de extremo una puerto de salida desde el que se puede extraer el alimento,
- (b)
- un cilindro interior montado de forma deslizante dentro del cilindro exterior e incluyendo en una primera pared de extremo una abertura a través de la cual el alimento puede ser forzado de forma reversible entre los cilindros internos y externos, y en el segundo extremo opuesto una abertura para recibir un émbolo,
- (c)
- un émbolo montado de forma deslizante en el cilindro interno para conducir el alimento a través del puerto de entrada y la abertura dentro del cilindro interior,
en donde la abertura está dentro de un diafragma flexible asegurado
dentro de la pared de extremo del cilindro interno,
y en donde el volumen del cilindro interior es de entre 20 y 200 ml. [0042] Utilizando EPI los inventores han medido las fuerzas de ruptura que experimenta el bolo de alimento en el antro y la frecuencia de las contracciones antrales. Dentro de la etapa 2 se ha simulado esta región de alta cizalladura, imitando tanto la tasa como la fuerza de las contracciones que experimenta el bolo alimenticio in vivo. [0043] La etapa 2 en este aspecto de la invención comprende un sistema de cilindros anidados, que permite que los espacios muertos entre las fases 1 y 2 y, opcionalmente, la etapa 3, se reduzcan al mínimo. La abertura en el cilindro interior a través del cual el alimento puede ser forzado de forma reversible crea una fuerza de corte. Preferiblemente se presenta dentro de un diafragma flexible asegurado dentro de la pared de extremo del cilindro interno -por ejemplo, que consiste en un "anillo" de caucho de poliuretano plano herméticamente montado en o cerca de la terminal del cilindro interior (por ejemplo, de diámetro 25 a 40 mm, por ejemplo 30 o 32 mm), e incorporando un orificio de entre 5 y 15 mm (por ejemplo, 6, 8 ó 10 mm). [0044] El aparato puede incluir un soporte que tiene una placa inferior y un elemento de soporte vertical, dicho soporte proporciona una abrazadera para asegurar el cilindro exterior y una guía a través del cual pasa el brazo del émbolo para asegurar el verdadero movimiento del émbolo en el cilindro interior. [0045] El cilindro exterior y el segundo extremo del cilindro interior pueden comprender cada uno con al menos un collar, teniendo dichos collares una pluralidad de aberturas alineadas entre dichos collares y dicho aparato comprende además una pluralidad de barras de guía que pasan a través de dichas aberturas alineadas para garantizar verdadero movimiento del cilindro interno dentro del cilindro exterior. [0046] La etapa 2 puede estar orientada vertical u horizontalmente. En el primer caso, las fuerzas gravitacionales ayudan a lograr un tamizado óptimo del alimento antes de pasar a la etapa 3 si está presente, con grandes piezas de alimento cortado siendo preferentemente retenidas en la etapa 2, y, en particular en el cilindro interior. Además, una orientación vertical permite la desgasificación de la etapa 2 en la etapa 1 a través de la válvula entre las dos. [0047] El casete extraíble facilita su esterilización por ejemplo en autoclave. Esto es particularmente útil cuando bacterias patógenas pueden haber sido parte de los alimentos probados. [0048] Preferiblemente, el aparato comprende además medios para calentar el alimento. Por ejemplo, el aparato podría ser calentado proporcionando una camisa de agua caliente, que de preferencia puede ser alimentada por agua caliente del sistema de calefacción de la etapa 1. Alternativamente, la calefacción puede ser directamente a través de un bloque calentador. Preferentemente, el aparato se calienta para mantener los alimentos procesados a una temperatura de 37ºC. [0049] Por consiguiente, con referencia a las figuras 5A-5D, se proporciona una representación esquemática de una realización de la etapa 2, el antro 500, parte del aparato de la etapa 2. La secuencia de las figuras 5A con 5D representan un ciclo, de forma secuencial, de las acciones que se producen en el antro simulado. La figura 6 representa un diagrama esquemático de un ciclo de antro completo. [0050] En el extremo superior del antro 500, se proporciona un puerto 510, que se entrelaza con el extremo inferior 260 de la etapa 1, el cuerpo principal del estómago simulado, (compuesto por 200 y 100). El puerto 510 tiene preferiblemente una válvula, siendo dicha válvula manual o automáticamente abierta o cerrada. Ajustada a 90 grados de dicho puerto 510 hay otro puerto 520. El puerto 520 permite que el espacio libre del sistema sea sangrado, y permite que los alimentos procesados por el antro 500 sean transmitidos a la siguiente etapa, de simulación del duodeno, etapa 3, para su posterior procesamiento. Operacionalmente, el alimento transformado a partir de la etapa 1, comprendidos por 200 y 100 se introduce en una cámara a través del puerto 510, con el puerto 520 cerrado. Durante la primera carga inicial del antro sólo habrá una pequeña cantidad de aire contenida en el antro, que pueden ser desplazada por la propagación a través del cuerpo principal del estómago (Etapa 1) (desgasificación automática). Para ayudar en la conducción del alimento dentro del antro, un émbolo 530 se conduce hacia abajo, creando así un volumen 531 definido por un pistón 532, en la cabeza del émbolo 530, y las paredes internas de una cámara 533. Dicha cámara, 533, se empareja hermética con una cámara externa 534. En la cabeza de dicha cámara 533, se proporciona una abertura, 535. Como resultado, una vez que el émbolo 530 se ha conducido hasta nivel suficiente, preestablecido, y el volumen 531 ha sido lleno de alimento de la etapa 1, la válvula 510 se cierra, y el émbolo 530 se bloquea en su posición. Dicha cámara 533 es conducida hacia abajo, obligando a los alimentos desde el volumen 531 a través de dicha abertura 535 y dentro del volumen 536, definido ahora por las paredes internas de la cámara 534, y la parte superior de dicha cámara
533. En el desplazamiento máximo de la cámara 533, la pared de extremo de la cámara 533 preferentemente a una distancia predeterminada, preferentemente de aproximadamente 10-20 mm, desde el pistón 532, definiendo un volumen "muerto" 537. Esta compensación del volumen evita el aplastamiento físico de las partículas entre el pistón 532 y la pared interna de extremo de la cámara 533. La cámara 533 entonces se levanta dentro de dicha cámara 534, forzando al alimento nuevamente a través de la abertura 535, lo que recrea/rellena el volumen 531, mientras que simultáneamente disminuye el volumen 536. [0051] Mediante movimientos repetidos de la cámara 533 forzando al alimento a través de la abertura 535, el alimento es sometido a corte suficiente para romper el alimento. Cuando está lo suficientemente roto para imitar los procesos fisiológicos y el tamaño del alimento, el puerto 520 se abre y el émbolo 530 se empuja hacia arriba para impulsar el alimento elaborado dentro de la etapa 3 del modelo de digestión simulado de esta invención. Preferiblemente, la totalidad de los contenidos del antro no es desplazada y el émbolo se detiene en un punto predeterminado, proporcionando un volumen "muerto" 538 entre el pistón 532 y la cámara 533, para atrapar partículas más grandes. El punto predeterminado puede ser fijado por el usuario, ya sea antes o después de que el cuerpo principal del estómago (etapa 1) se llena y la cámara se puede cargar por gravedad. Las partículas más grandes permanecen en el sistema y se someten a varios ciclos de "corte del fluido” como se describió anteriormente, hasta que son eliminados más fácilmente. [0052] Durante los ciclos posteriores, la carrera de “recarga” del émbolo es preferiblemente la misma que la carrera de carga inicial, y por lo tanto una cantidad fija de material es retenida en el antro en cada carga. La longitud de la carrera del émbolo y de la cámara por lo tanto ventajosamente pueden mantenerse constantes a lo largo del procesamiento de la muestra y no son necesarias más entradas del usuario. Se observará que cada uno de las etapas y componentes descritos anteriormente pueden llevarse a cabo manualmente. Por lo tanto, en las junturas apropiadas, el émbolo 530 puede ser manualmente conducido, después de cerrar manualmente el puerto 520 y abrir el puerto 510. La cámara 533 se puede mover manualmente arriba y abajo tantos ciclos como sea necesario para lograr la rotura de los alimentos en el grado deseado de reducción de tamaño de partícula. Por otra parte, y de preferencia, todas estas acciones pueden ser automatizadas. El émbolo 530 y la cámara 533 pueden ser conducidos por medios incluyendo, pero no limitados a, motores, medios hidráulicos o neumáticos. En algunas realizaciones preferidas, cuando se utiliza junto con el aparato de la primera etapa (cuerpo principal del estómago) descrito anteriormente, el motor por pasos utilizado en la etapa de "masaje" en la primera etapa puede ser adecuado para su incorporación en el presente aparato de la segunda etapa.
[0053] Preferiblemente, los medios de conducción proporcionan flexibilidad en el movimiento del émbolo y la cámara y son adecuados para utilizarse con los sistemas de control aquí descritos. Preferiblemente, los medios de conducción del émbolo 530 incluyen un muelle 539 con desplazamiento fijo, esto permite cambios en el volumen del cilindro causado por el desplazamiento de la cámara interior 533 a ser compensado. Preferiblemente, el émbolo y la cámara son cada uno capaces de moverse entre 5-50 mm/segundo. Las válvulas pueden ser solenoides que están programadas para abrirse o cerrarse en el momento adecuado en relación con las demás acciones en el sistema. Preferiblemente, las válvulas (510, 520) son controladas por el ordenador (abiertas o cerradas), tienen un volumen muerto mínimo y son resistentes a ácidos y surfactantes. [0054] Respecto a esta realización del antro, se hace referencia a la figura 5E, en las que se proporcionan no sólo los componentes operativos como se describió anteriormente, también se proporciona un soporte 540 que comprende una placa base 541 y un elemento de soporte vertical 542. Fijado a dicho elemento de soporte vertical 542, se proporciona una guía bloqueable 543 que garantiza el movimiento recto y verdadero de dicho émbolo 530. También fijado a dicho elemento de soporte vertical 542 hay dos guías adicionales, 544 y 545. Extendiéndose a través de guías de 544 y 545 hay unas barras 546 y 547 que también se extienden a través de un elemento horizontal 548 mediante el cual dicha cámara 533 se mueve hacia arriba y hacia abajo para romper los alimentos, como se describió anteriormente. Dichas guías 544 y 545 también proporcionan un medio por el cual el antro entero 500 se orienta en contacto de acoplamiento con la parte inferior del cuerpo principal del estómago, en el punto 260 como se describió anteriormente en este documento. [0055] Los materiales utilizados para la construcción del aparato son preferentemente resistentes al ácido (pH 2,0), surfactantes biológicos (fosfolípidos, sales biliares, ácidos grasos, proteínas amfílicas, etc.) y son también preferiblemente resistentes a la degradación por los detergentes de limpieza estándar. [0056] Preferiblemente, el diseño del aparato permite un fácil desmontaje para su limpieza o sustitución de piezas. La placa de extremo de la cámara es preferiblemente intercambiable para proporcionar varios tamaños de orificios para adaptarse a diferentes requerimientos mecánicos. El aparato de la etapa 2 (antro) es preferentemente adecuado para montarse directamente por debajo de la placa base de la etapa 1 (cuerpo principal del estómago) del aparato, para reducir el volumen muerto entre las dos etapas a un mínimo. [0057] El movimiento del émbolo y de la cámara de preferencia puede preferentemente ser monitoreado y controlado por un sistema de control, preferiblemente un sistema controlado por ordenador, como se muestra en la Figura 7.
[0058] Después de haber descrito con cierto detalle la transformación de los alimentos según esta invención, a través de la etapa 1 (el cuerpo principal del estómago) y la etapa 2 (el antro), opcionalmente pueden estudiarse el procesamiento duodenal e intestinal, la absorción de nutrientes y finalmente la excreción. Estas funciones se logran elementos incorporados a propósito que se interconectan con las etapas 1 y 2 arriba descritas de la presente invención. Cuando se incorporan, dichos componentes adicionales entrarían en el ámbito de la presente invención, y puede tomar la forma, por ejemplo, del sistema de la patente US 6.022.733, publicada el 8 de febrero de 2000, que se refiere a una "Sistema de Disolución y de Absorción Biológica Simulada". Ese sistema incluye una monocapa de células en contacto con un medio en el que formulaciones farmacéuticas pueden ser disueltas, y analizadas, incluyendo en un efluente de dicha monocapa celular, para permitir el análisis de la absorción de la composición farmacéutica disuelta. Dicho sistema, opcionalmente, puede yuxtaponerse de manera distal a las etapas 1 y 2 de la presente invención. Lo mismo sucede con el sistema de la patente US 6.379.619, publicada el 30 de abril de 2002, que se refiere a un "intestino artificial", que incluye una serie de fibras huecas alineadas con determinados componentes biológicos, incluyendo los enterocitos, en donde se produce la perfusión de la serie de fibras huecas así recubiertas con componentes biológicos, incluso bajo oxigenación. En el caso que este sistema se incorpore distal a las etapas 1 y 2 de la presente invención, un sistema de filtración se incorpora para asegurarse de que no se produzcan incrustaciones y bloqueo de las fibras.
[0059] En un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona un sistema para simular la digestión de un alimento, comprendiendo dicho sistema que primera etapa que tiene:
- (a)
- un recipiente de contención externo en el cual el líquido se puede introducir y retirar a través de al menos un orificio, y
- (b)
- una cámara de digestión interior, que incluirá una parte rígida a través de la cual puede introducirse el alimento, y una porción flexible desde la porción rígida a una abertura de la cual el alimento puede extraerse,
en donde la cámara interior es asegurable dentro del recipiente exterior de forma tal que la alteración reversible de la presión del líquido dentro del recipiente exterior causa la compresión parcial reversible de la porción flexible para mezclar de forma no homogénea el alimento presente en el mismo,
en donde el sistema comprende además una segunda etapa conectada con dicha primera etapa,
la segunda etapa comprende medios para cortar mecánicamente alimento introducido desde la cámara de digestión interna de la primera etapa,
y en donde el sistema opcionalmente comprende además una tercera etapa conectada con dicha segunda etapa,
la tercera etapa comprendiendo medios para la absorción preferencial de material desde el alimento extraído de la segunda etapa. [0060] Preferiblemente, la primera y segunda etapas están conectadas a través de una válvula para controlar el flujo entre la segunda y la primera etapas.
- [0061]
- Preferiblemente, los medios para cortar mecánicamente los alimentos
- incluyen:
- (a) un cilindro exterior que incluye en una primera pared de extremo un
puerto de entrada a través de la cual el alimento puede ser introducido desde la cámara de digestión interna de la primera etapa, y en el segundo extremo opuesto una abertura para recibir un cilindro interior, y en la pared lateral adyacente a la primera pared de extremo un puerto de salida desde el que se puede extraer el alimento,
- (b)
- un cilindro interior montado de forma deslizante dentro del cilindro exterior e incluyendo en una primera pared de extremo una abertura por la cual el alimento puede ser forzado de forma reversible entre los cilindros internos y externos, y en el segundo extremo opuesto una abertura para recibir un émbolo,
- (c)
- un émbolo montado de forma deslizante dentro del cilindro interno para conducir el alimento a través del puerto de entrada y la abertura en el cilindro interior. [0062] Más preferiblemente la primera etapa y la segunda etapa son las etapas 1 y 2, respectivamente, tal como se describió en los aspectos anteriores. Preferiblemente, estas etapas están integradas y funcionan como una unidad sincronizada.
[0063] En las realizaciones preferidas de los sistemas de la invención están presentes sistemas de control. Los siguientes factores se encuentran entre los que pueden ser controlados:
- (i)
- la sincronización del movimiento del émbolo y la cámara en la segunda etapa,
(ii) el secuenciado de las válvulas de entrada y salida,
(iii) la medición del volumen y del "volumen muerto" en la segunda etapa,
(iv) la temperatura interna en el sistema,
(v) la calibración del pH. [0064] Otros factores también pueden ser controlados, como se describe con más detalle a continuación. [0065] Tal como se señaló anteriormente, los aparatos y sistemas de la presente invención son particularmente susceptibles a la automatización. Así, un sistema de la presente invención puede comprender:
(a) medios de control de aditivos para la introducción de aditivos ácidos
o alcalinos desde los respectivos depósitos de aditivos en la primera etapa, y
- (b)
- una unidad de procesamiento central (CPU), cuyo procesador es capaz de:
- (i)
- introducir valores de pH desde electrodos de pH dispuestos dentro de la cámara interior,
- (ii)
- comparar las entradas de los valores de pH con un valor predeterminado
(iii) proporcionar una señal de control a dichos medios de control de aditivos según el resultado de la comparación en (ii). [0066] Los medios para la introducción de aditivos digestivos pueden ser una bomba peristáltica que actúa sobre un tubo flexible que conecta el depósito de almacenamiento con el aplicador. [0067] En otra realización, el sistema comprende:
- (a)
- medios de control de temperatura para ajustar la temperatura del líquido introducido en el recipiente exterior, y
(b) una CPU, cuyo procesador es capaz de:
- (i)
- valores de entrada de temperatura desde un sensor de temperatura dentro del recipiente exterior,
(ii) comparar los valores de temperatura con un valor predeterminado,
(iii) proporcionar una señal de control a dichos medios de control de
temperatura según el resultado de la comparación en (ii). [0068] El sistema puede comprender:
- (a)
- medios de bombeo para la introducción y extracción del líquido desde el recipiente exterior, tales como para alterar la presión del líquido en el mismo,
- (b)
- una unidad de procesamiento central (CPU), cuyo procesador es capaz de proporcionar una señal de control a dichos medios de bombeo según valores predeterminados en relación con el volumen y el caudal del líquido preferidos introducido y retirado del recipiente exterior. [0069] Los valores predeterminados pueden ser calculados mediante la CPU en función de los valores correspondientes a la composición física y/o bioquímica de la entrada de alimentos a la CPU por un usuario. [0070] Los medios de bombeo para la introducción y extracción del líquido del recipiente exterior pueden ser un accionador neumático y un motor por pasos para impulsar el accionador. [0071] El sistema puede comprender una CPU que es capaz de proporcionar una señal de control a válvulas que controlan una o más de:
(i) la introducción de alimentos en la primera etapa,
- (ii)
- un lote de suministro de alimentos desde la primera etapa a la segunda etapa, o
(iii) un lote de suministro de alimentos desde la segunda etapa a la tercera etapa opcional. [0072] El sistema puede comprender una CPU que es capaz de proporcionar una señal de control a medios de accionamiento del émbolo y la cámara en el antro (segunda etapa), para controlar cualquiera de los siguientes:
(i) el nivel en el que el émbolo se bloquea después de cargar el aparato,
(ii) el desplazamiento máximo de la cámara (que define el primer "volumen muerto"),
(iii) el punto en que el émbolo se detiene durante la descarga (la definición del segundo "volumen muerto"),
- (iv)
- el número de carreras de la cámara en cada ciclo de corte y el número de ciclos de corte,
(v) la tasa de movimiento de la cámara y/o del émbolo,
- (vi)
- la demora entre cada ciclo de vaciado y llenado. [0073] El nivel y la posición del pistón y la cámara en las etapas (i), (ii) y/o
(iii) anteriores pueden ser predeterminados por el usuario e introducido en la CPU. Esto establece el "volumen muerto" y se puede hacer antes o después de que el cuerpo principal del estómago se llene. Preferiblemente, la entrada del usuario está bloqueada para prohibir la entrada de valores que causarían que el extremo del émbolo y el extremo de la cámara colisionen. [0074] Cualquiera de las CPUs mencionadas anteriormente pueden formar parte de un dispositivo informático, por ejemplo, un ordenador personal estándar (PC), que adicionalmente puede comprender otros componentes conocidos, tales como un teclado, monitor, sistema operativo, memoria del sistema, dispositivos de almacenamiento de memoria, memoria caché, unidad de copia de seguridad de datos, controlador GUI y controladores de salida-entrada, todos los cuales suelen comunicarse en conformidad con las técnicas conocidas tal como a través de un bus de sistema. Como se comprenderá por un experto en la técnica, hay muchas posibles configuraciones de estos componentes, y muchos más componentes opcionales también pueden estar presentes. [0075] La entrada del usuario de las variables descritas anteriormente para la etapa 1 y la etapa 2 del aparato, en la CPU puede ser preferiblemente a través de una interfaz gráfica de usuario (GUI). El controlador de interfaz de usuario gráfica puede abarcar cualquier programa de software capaz de proporcionar entrada gráfica e interfaces de salida entre la ordenador/CPU y un usuario, y para procesar entradas del usuario. Como es bien sabido en la técnica, un usuario puede proporcionar información de entrada utilizando una GUI seleccionado, señalando, escribiendo, hablando y/u operando de otro modo, o proporcionando información en uno o más dispositivos de entrada en una forma conocida. [0076] La figura 8 muestra un dispositivo informático que es adecuado para el uso en la invención. El dispositivo informático 600 puede incluir muchos más componentes que aquellos mostrados. Los componentes mostrados, sin embargo, son suficientes para revelar una realización ilustrativa para la práctica de la invención. [0077] El dispositivo informático 600 incluye unidad de procesamiento (CPU) 612, el adaptador de visualización de vídeo 614, y una memoria de masa 602, todos en comunicación entre sí a través del bus 622. La memoria de masa en general, incluye RAM 616, ROM 632, y uno o más dispositivos de almacenamiento de masas permanente, tal como una unidad de disco duro 628, unidad de casete, unidad óptica y/o unidad de disco. La memoria de masa almacena el sistema operativo 620 para controlar la operación del dispositivo informático 600. Cualquier sistema operativo de propósito general puede ser empleado. Un sistema básico de entrada/salida ("BIOS") 618 también se proporciona para controlar la operación de bajo nivel de dispositivo de red 600. Como se ilustra en la Figura 8, el dispositivo informático 600 puede comunicarse con otros dispositivos, por ejemplo utilizando una red de comunicaciones, a través de unidad de interfaz 610. La unidad de interfaz 610 puede ser construido para el uso con protocolos de comunicación diferentes, por ejemplo el protocolo TCP/IP. La unidad de interfaz 610 es a veces conocida como un transmisor-receptor, dispositivo de transmisión-recepción o tarjeta de interfaz de red (NIC). [0078] La memoria de masa como se describe anteriormente ilustra otro tipo de soportes legibles por ordenador, es decir, medios de soporte informático. Los medios de almacenamiento informático pueden ser volátiles, permanentes, extraíbles, y los medios no extraíbles implementados en cualquier procedimiento o tecnología para el almacenamiento de información, tales como instrucciones legibles por ordenador, estructuras de datos, módulos del programa, u otros datos. Algunos ejemplos de medios de almacenamiento informáticos incluyen memoria RAM, ROM, EEPROM, memoria flash u otra tecnología de memoria, CD-ROM, discos versátiles digitales (DVD) u otros almacenamientos ópticos, casetes magnéticos, cintas magnéticas, almacenamiento en disco magnético u otros dispositivos de almacenamiento magnético
o cualquier otro medio que se puede utilizar para almacenar la información deseada y que pueden ser accedidos mediante un dispositivo informático. [0079] La memoria de masa también almacena códigos y datos de programas. Una o más solicitudes 650 se cargan en la memoria de masa y se ejecutan en el sistema operativo 620. Las aplicaciones 650 pueden incluir instrucciones ejecutables del ordenador que, cuando son ejecutadas por el dispositivo informático 600, transmiten, reciben y/o procesan datos de otra forma y/o permiten la comunicación con otro dispositivo. [0080] Un sistema operativo típico se muestra en la Figura 9. [0081] Las CPUs pueden ser iguales o diferentes. Preferiblemente, los sistemas de control de la primera etapa, segunda etapa y tercera etapa se pueden integrar entre sí para proporcionar un sistema de control global. [0082] Tal como se señaló anteriormente, el sistema puede comprender además un aparato previa a la primera etapa para cortar el alimento en porciones con las dimensiones deseadas y, opcionalmente, exponerlo a una o más enzimas digestivas.
PROCEDIMIENTOS DE USO [0083] La invención también proporciona el uso de cualquiera de los aparatos descritos anteriormente, o sistemas de modelado de digestión por ejemplo, para modelar una o más de: la digestibilidad del alimento, la liberación o la presencia de un agente activo de los alimentos, las interacciones de los componentes de la dieta del alimento, la supervivencia de un organismo en el alimento. Tales procedimientos encuentran utilidad en la seguridad alimentaria, el desarrollo de medicamentos orales, la caracterización de alimentos nuevos, funcionales, y especializados, la detección de componentes activos, los estudios de la estructura de alimentos, etc.
- [0084]
- Un procedimiento típico puede comprender:
- (a) proporcionar un aparato o sistema como se describió anteriormente,
- (b) proporcionar los alimentos en porciones que tienen las dimensiones
- deseadas,
- (c) incubar opcionalmente las porciones con α-amilasa y/o mucinas,
- (d) introducir las porciones en la cámara interior,
- (e) introducir cantidades conocidas de aditivos digestivos en la cámara
- interior,
- (f) mezclar de
- forma no homogénea los alimentos mediante la
introducción y extracción cíclicas de líquido de forma tal de apretar y relajar la parte
flexible de la cámara interior, manteniendo la temperatura, pH y la composición
enzimática preferida de los alimentos.
[0085] Preferiblemente, el procedimiento comprende:
(a) proporcionar el aparato o sistema,
- (i)
- introducir un volumen preferido de alimento en el cilindro interior bajando el émbolo,
- (ii)
- retirar el cilindro interno, para obligar al alimento a través de la abertura del cilindro interior en el cilindro exterior,
(iii) presionar el cilindro interno obligando así al alimento de nuevo a través de la abertura desde el cilindro exterior en el cilindro interior,
- (iv)
- repetir opcionalmente las etapas (ii) a (iii) en tantos ciclos como sea necesario para lograr la rotura de los alimentos con el grado deseado de reducción de tamaño de partícula,
- (v)
- eliminar un volumen preferido de alimento desde el puerto de salida, cuyo volumen es opcionalmente menor que el volumen de alimento introducido en la etapa (i),
- (vi)
- opcionalmente repetir las etapas (i) a (v). [0086] Tal como se señaló anteriormente, el alimento puede ser muestreado desde la cámara interior y/o cilindro interior a intervalos (en tiempo real) para determinar su composición y/o estado de la digestión. [0087] Después de haber descrito generalmente esta invención con respecto a su modo de operación, (incluyendo su "mejor manera"), se proporciona a los expertos en la técnica la siguiente descripción ejemplar para asegurar que estén plenamente habilitados para ejercer esta invención, y que la descripción escrita de ésta es plenamente adecuada para asesorar a aquellos que deseen practicar esta invención con sus muchas ventajas. Sin embargo, debe entenderse que esta invención no está limitada en su ámbito a los detalles de este soporte ejemplar. Se hace referencia a tal fin a las reivindicaciones añadidas a esta divulgación de la invención, incluyendo las equivalentes de la misma, como una definición del alcance de esta invención.
Figuras
La figura 1A proporciona una vista en sección transversal de una primera realización de la primera etapa, la porción principal del cuerpo del estómago del tracto digestivo simulado de esta invención; la Figura 1B ofrece una vista desde abajo, la Figura 1C proporciona una vista superior y la Figura 1D proporciona una segunda vista en sección transversal rotada noventa grados con respecto a la vista de la figura 1A.
La figura 2A ofrece una vista en sección transversal del recipiente de contención del cuerpo del estómago, mientras que la Figura 2B proporciona una vista superior de la cámara.
La figura 3A proporciona una vista en sección transversal detallada de la casete de estómago; la Figura 3B ofrece una vista lateral externa de la casete de estómago.
Las figuras 4A-E proporcionan diagramas de bloque lógicos detallados de los sistemas de control del software/hardware de la etapa 1.
Las figuras 5A-E ofrecen representaciones esquemáticas de la etapa 2, el antro, de la invención.
La figura 6 se presenta una representación de las etapas del ciclo de carga, corte y descarga del antro, la segunda etapa del aparato de la invención. El volumen muerto (pistón B-C) y el volumen de relleno (pistón C-E) pueden ser usados para fijar el punto (D) para mantener el volumen muerto en el movimiento de barril máximo. El cierre de la válvula de llenado (RED) puede ser opcional para permitir "reflujo" en el cuerpo principal del estómago (etapa 1) es decir, la abertura y el cierre de la válvula de llenado se puede sincronizar con el ciclo o no, según sea necesario. Además, si la válvula de llenado está abierta durante el ciclo de "homogeneización" y luego el "reflujo" puede adaptarse a los cambios de volumen debido al desplazamiento del barril.
La figura 7 proporciona un diagrama de bloque lógico de los sistemas de control del software/hardware para la etapa 2.
La figura 8 proporciona una representación esquemática de un dispositivo informático adecuado para su uso en los sistemas de control de la invención.
La figura 9 proporciona una representación de un entorno de trabajo estándar.
Ejemplos
EJEMPLO 1:
Validación de la hidratación, mezclado y vaciado de los perfiles de las adiciones gástricas en la etapa 1 del modelo.
[0089] Comidas modelo (soluciones de garrofín (LBG) en agua de viscosidad variable y a 37ºC) fueron sometidas a un tratamiento gástrico simulado dentro de la etapa 1 del modelo y se midieron datos sobre la hidratación, las tasas de difusión de las secreciones gástricas que contienen colorantes visibles y perfiles de vaciado posteriores y se compararon con los datos recogidos de anteriores estudios in vivo.
EJEMPLO 2:
Validación de la función general de la etapa 1.
[0090] Representaciones ópticas de resonancia magnética eco-planar (EPI) del modelo para evaluar la dinámica de mezcla y los perfiles de hidratación de las comidas durante el proceso. La etapa 1 se ha construido totalmente con materiales que se pueden colocar con seguridad en el campo magnético muy alto de una representación óptica de resonancia magnética (MRI). EPI in vitro que utiliza el aparato según esta invención confirma que la manipulación física de una comida de prueba refleja el EPI in vivo en voluntarios humanos utilizando comida de prueba LBG simple, comparable.
EJEMPLO 3:
Validación de la digestión de material alimenticio dentro de la Etapa 1.
[0091] Se preparan comidas modelo que contengan sustancias vegetales crudas y procesadas. Estas comidas son sometidas a digestiones simuladas y las muestras se recogen en diferentes puntos de tiempo. Las muestras de digestión resultantes se comparan bajo el microscopio con aspirados gástricos in vivo ya recogidos de comidas idénticas.
EJEMPLO 4:
Validación de las fuerzas de ruptura experimentadas en la etapa 2.
[0092] Se produjeron cuentas de agar de diferente resistencia a la fractura y con ellas se alimentó a voluntarios humanos en un estudio durante un estudio EPI, permitiendo la medición de las fuerzas de ruptura experimentadas en el antro. Las fuerzas de ruptura física así medidas se incorporan en la parte antro del modelo según esta invención. Los mismos protocolos se utilizan para validar la cizalladura experimentada en el antro simulado (etapa 2 del modelo).
EJEMPLO 5:
Validación del mezclado y homogeneización en las etapas 1 y 2.
[0093] El comportamiento físico de comidas ricas en grasas, como se ha observado in vivo utilizando el EPI y aspiración naso-gástrica de la digesta se replica en el sistema modelo de esta invención. La cantidad y la distribución espacial de la grasa dentro de la luz gástrica son factores críticos que influyen en la entrega al intestino delgado. In vivo (humano), se produjeron dos comidas en emulsión de características físicas similares, pero mostrando un comportamiento muy diferente dentro del estómago, dando lugar a diferentes perfiles de vaciamiento gástrico. Las mismas comidas en emulsión son producidas y utilizadas en la validación del manejo de los lípidos dentro de esta invención.
EJEMPLO 6:
La validación del modelo como un sistema completo (Etapas 1 2 + 3).
[0094] El modelo se prueba para la capacidad de reproducir la tasa de digestión de las proteínas alergénicas de los cacahuetes y la leche y la creación de patrones similares de la fragmentación de la proteína como se encuentra en aspirados gástricos y duodenales a partir de estudios in vivo. Las comidas que contienen leche o maní se producen y se alimentan a todo el modelo. Las muestras de digesta tanto gástrica como duodenal se recogen en los mismos puntos de tiempo que los del estudio in vivo. Se realizan SDS-page y microscopía de cada muestra y se comparan perfiles de fragmentos de proteínas con los de las muestras obtenidas in vivo.
EJEMPLO 7:
Validación del modelo como un sistema completo.
[0095] El modelo se prueba para la capacidad de replicar los datos de digestibilidad in vivo de los carotenoides a partir de frutas y verduras frescas y procesadas recogidas de pacientes de ileostomía. Aquí se evalúa la persistencia del alimento en el lumen del intestino y la tasa de reducción de tamaño de las partículas de la matriz del alimento tanto mediante transformación bioquímica como física. De la colección de la digesta en varias áreas clave dentro del modelo se evalúa la estabilidad de las fases coloidales del intestino y los productos de digestión de los nutrientes importantes, como proteínas y lípidos, se extraen y se analizan y se comparan con los datos obtenidos en los estudios de la digestión humana in vivo.
Esta lista de referencias citadas por el solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el 5 máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad al respecto.
Documentos de patente citados en la descripción
10 • US 5525305 A [0003]
- •
- US 6022733 A [0004] [0058]
- •
- US 6379619 B [0005] [0058]
Claims (36)
- R E I V I N D I C A C I O N E S1. Aparato para simular la digestión de un alimento, cuyo aparatocomprende:
- (a)
- un recipiente de contención exterior (100) en el cual se puede introducir y retirar líquido a través de al menos un orificio, y
- (b)
- una cámara de digestión interna (200) que comprende una porción rígida a través del cual el alimento puede ser introducido, y una porción flexible,
en donde la cámara interior es asegurable dentro del recipiente exterior de forma tal que la alteración reversible de la presión del líquido dentro del recipiente exterior causa la compresión parcial reversible de la porción flexible para mezclar el alimento presente en el mismo, caracterizado por el hecho de que la porción flexible se estrecha desde la parte rígida hacia una abertura desde la cual se puede extraer el alimento. -
- 2.
- Aparato según la reivindicación 1 en donde la parte rígida (240) es anular y la parte flexible (250) es cónica o troncocónica y está conectada en su extremo superior a la parte rígida y en su extremidad inferior a un elemento anular elástico de menor diámetro que la porción anular rígida y que define la abertura.
-
- 3.
- Aparato según la reivindicación 2 en donde la parte flexible comprende un material en lámina flexible moldeado asegurado alrededor de cada una de las partes anulares rígidas y el elemento anular elástico por una arandela.
-
- 4.
- Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde la cámara interior es sostenida dentro de un casete (200), que puede estar asegurado de forma desmontable dentro del recipiente exterior.
-
- 5.
- Aparato según la reivindicación 4 en donde el recipiente externo comprende una placa superior (110), una placa inferior (120), una pared de la cámara anular (130) que se extiende entre y fijada herméticamente a cada una de dichas placa superior y dicha placa inferior en donde aberturas en dicha placa superior de dicha placa inferior permiten que la casete esté asegurada de forma desmontable en el mismo.
-
- 6.
- Aparato como se exige en la reivindicación 5 en donde la casete cuenta con una placa superior hermética (210) dispuesta rígidamente separada de una placa inferior hermética (220), cada una de ellas se emparejan respectivamente de forma hermética a una abertura (111) en dicha placa superior (110) y una abertura
(121) en dicha placa inferior (120) de dichos medios de contención,en donde la parte rígida de la cámara interior está herméticamentemontada dentro de la placa hermética superior del casete. -
- 7.
- Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 2-6 donde el aparato comprende además una válvula (260) para controlar el flujo desde la abertura en el elemento anular elástico.
-
- 8.
- Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el volumen (242) de la cámara interior es entre 500 y 1000 ml.
-
- 9.
- Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde la cámara interior tiene una pluralidad de electrodos de pH dispuestos dentro de ella, en donde cada electrodo de pH, opcionalmente, contiene su propio electrodo de referencia.
-
- 10.
- Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde la cámara interior incluye un aplicador (300) para la introducción de aditivos digestivos desde los respectivos depósitos de aditivos digestivos, en donde el aplicador está opcionalmente dispuesto en la cámara interior de manera que flote sobre cualquier alimento presente en el mismo y entregar dichos aditivos digestivos sobre las paredes interiores de dicha cámara interior y/o el alimento.
-
- 11.
- Aparato según la reivindicación 10 en donde los aditivos son conducidos desde los depósitos al aplicador mediante mangueras (301) que pasan a través del recipiente exterior de forma tal que las temperaturas de los aditivos son modificadas por el líquido en el recipiente exterior.
-
- 12.
- Aparato según la reivindicación 10 ó 11, donde los aditivos son seleccionados a partir de: ácidos, álcalis, enzimas.
-
- 13.
- Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el recipiente exterior tiene al menos un sensor de temperatura en su interior.
-
- 14.
- Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde todo o parte de la cámara interior y el recipiente exterior se componen de un material permisivo de MRI tal que cualquier alimento dentro de la cámara interior se puede visualizar mediante MRI.
-
- 15.
- Sistema para simular la digestión de un alimento, dicho sistema comprende una primera etapa que tiene un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14,
en donde el sistema comprende además una segunda etapa conectada con dicha primera etapa, teniendo la segunda etapa un aparato (500), que comprende los mediospara cortar mecánicamente el alimento introducido desde la cámara de digestión interna de la primera etapa,y en donde el sistema opcionalmente comprende además una tercera etapa conectada con dicha segunda etapa,comprendiendo la tercera etapa medios para la absorción preferencial de material desde el alimento extraído de la segunda etapa. -
- 16.
- Sistema según la reivindicación 15 en donde la primera y segunda etapas están conectadas a través de una válvula para controlar el flujo entre la primera y segunda etapas.
-
- 17.
- Sistema según la reivindicación 15 o la reivindicación 16 en donde los medios para cortar mecánicamente el alimento comprenden:
- (a)
- un cilindro exterior (534), que incluye en una primera pared de extremo un puerto de entrada a través de la cual puede ser introducido el alimento desde la cámara de digestión interna de la primera etapa, y en el segundo extremo opuesto una abertura para recibir un cilindro interior, y en la pared lateral adyacente a la primera pared de extremo un puerto de salida desde el cual se puede extraer el alimento,
- (b)
- un cilindro interior (533) montado de forma deslizante dentro del cilindro exterior e incluyendo en una primera pared de extremo una abertura a través de la cual el alimento puede ser forzado de forma reversible entre los cilindros internos y externos, y en el segundo extremo opuesto una abertura para recibir un émbolo,
- (c)
- un émbolo (530) montado de forma deslizante dentro del cilindro interno para conducir el alimento a través del puerto de entrada y la abertura en el cilindro interior.
-
- 18.
- Sistema según la reivindicación 17, en donde la abertura (535), a través del cual el alimento puede ser forzado de forma reversible entre los cilindros internos y externos, está dentro de un diafragma elástico asegurado dentro de la pared de extremo del cilindro interno, y en donde el volumen del cilindro interior está entre 20 y 200 ml.
-
- 19.
- Sistema según la reivindicación 18, en donde el aparato de la segunda etapa comprende además un soporte (540) que tiene una placa inferior (541) y un elemento de soporte vertical (542), dicho elemento de soporte proporciona una abrazadera para asegurar el cilindro exterior y una guía (543) a través del cual pasa el brazo del émbolo para garantizar el verdadero movimiento del émbolo en el cilindro interno.
-
- 20.
- Sistema según la reivindicación 19, en donde el cilindro exterior y el segundo extremo del cilindro interior comprende cada uno al menos un collar, teniendo dicho collares una pluralidad de aberturas alineadas entre dichos cuellos y dicho aparato comprende además una pluralidad de barras de guía que pasan a través dicha aberturas alineadas para asegurar el movimiento real del cilindro interno dentro del cilindro exterior.
-
- 21.
- Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, en donde el cilindro exterior está orientado verticalmente.
-
- 22.
- Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, en donde el aparato de la segunda etapa comprende además medios para calentar el alimento.
-
- 23.
- Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 22, dicho sistema comprende:
(a) medios de control de aditivos para la introducción de aditivos ácidoso alcalinos desde los respectivos depósitos de aditivos en la primera etapa, y- (b)
- una unidad central de procesamiento (CPU), cuyo procesador es capaz de:
- (i)
- introducir valores de pH desde electrodos de pH dispuestos dentro de la cámara interior,
- (ii)
- comparar los valores de las entradas de pH con un valor predeterminado,
(iii) proporcionar una señal de control a dichos medios de control de aditivos de conformidad con el resultado de la comparación en (ii). -
- 24.
- Sistema según la reivindicación 23 en donde los medios para la introducción de aditivos digestivos es una bomba peristáltica que actúa sobre una manguera flexible que conecta el depósito de almacenamiento al aplicador.
-
- 25.
- Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 15-24, dicho sistema comprende:
- (a)
- medios de control de temperatura para ajustar la temperatura del líquido introducido en el recipiente exterior, y
- (b)
- una unidad central de procesamiento (CPU), cuyo procesador es capaz de:
- (i)
- introducir valores de temperatura desde un sensor de temperatura dentro del recipiente exterior,
(ii) comparar los valores de temperatura con un valor predeterminado,(iii) proporcionar una señal de control a dichos medios de control detemperatura de conformidad con el resultado de la comparación en (ii). - 26. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 25, dicho sistema comprende:
- (a)
- medios de bombeo para la introducción y extracción del líquido del recipiente exterior, como para alterar la presión del líquido en el mismo,
- (b)
- una unidad central de procesamiento (CPU), cuyo procesador es capaz de proporcionar una señal de control a dichos medios de bombeo según los valores predeterminados en relación con el volumen preferido y la tasa de líquido introducido y extraído del recipiente exterior.
-
- 27.
- Sistema según la reivindicación 26 en donde los valores predeterminados se calculan mediante la CPU en función de los valores correspondientes a la composición física y/o bioquímica de la entrada de alimentos a la CPU por un usuario.
-
- 28.
- Sistema según la reivindicación 26 o la reivindicación 27 en donde los medios de bombeo para la introducción y extracción del líquido desde el recipiente exterior es un accionador neumático y un motor por pasos para conducir el accionador.
-
- 29.
- Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, o un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 23-28 como dependientes de cualquiera de las reivindicaciones 18-22, que comprende además:
a) medios para conducir el movimiento de dicho cilindro interno,b) medios de conducción para conducir el movimiento de dicho émbolo, que pueden ser iguales o diferentes a los medios de conducción de la parte a),c) una unidad central de procesamiento (CPU), cuyo procesador es capaz de proporcionar una señal de control a dichos medios que conducen el pistón y el cilindro, para el control de cualquiera de los siguientes:- (i)
- el nivel en el que se bloquea el émbolo después de cargar el aparato,
- (ii)
- el desplazamiento máximo del cilindro,
(iii) el punto en que el émbolo se detiene durante la descarga,(iv) el número de carreras del cilindro en un ciclo de corte y el número de dichos ciclos de corte,- (v)
- la tasa de movimiento del cilindro y/o del émbolo,
- (v)
- el tiempo transcurrido entre cada ciclo de vaciado y llenado.
- 30. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 29, dicho sistema comprende una unidad central de procesamiento CPU que es capaz de proporcionar una señal de control a válvulas que controlan una cualquiera o más de:(i) la introducción de alimentos en la primera etapa,(ii) un lote de suministro de alimentos de la primera etapa a la segunda etapa, o(iii) un lote de suministro de alimentos a partir de la segunda etapa a la tercera etapa opcional.
-
- 31.
- Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 30 que comprende además un aparato previo a la primera etapa para cortar el alimento en porciones con las dimensiones deseadas y, opcionalmente, exponerlo a una o más enzimas digestivas.
-
- 32.
- Procedimiento de simulación de digestión de un alimento, cuyo procedimiento comprende:
- (a)
- proporcionar un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 o un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 31,
- (b)
- proporcionar los alimentos en porciones que tienen las dimensiones deseadas,
- (c)
- opcionalmente incubar las partes con α-amilasa y/o mucinas,
- (d)
- introducir las partes en la cámara interior,
- (e)
- introducir cantidades conocidas de los aditivos digestivos en la cámara interior,
- (f)
- mezclar de forma no homogénea los alimentos mediante la introducción y extracción cíclicas de líquido como para apretar y relajar la parte flexible de la cámara interior, manteniendo la temperatura, el pH y la composición enzimática preferida de los alimentos.
- 33. Procedimiento de simulación de digestión de un alimento, cuyo procedimiento comprende:
- (a)
- proporcionar un sistema según la reivindicación 17 o reivindicaciones 18 a 31 dependientes de la reivindicación 17,
- (i)
- introducir un volumen preferido de los alimentos en el cilindro interior bajando el émbolo,
- (ii)
- retirar el cilindro interno, para forzar a los alimentos a través de la abertura del cilindro interior en el cilindro exterior,
(iii) presionar el cilindro interno forzando así a los alimentos de nuevo a través de la abertura del cilindro exterior en el cilindro interior,- (iv)
- opcionalmente repetir las etapas (ii) a (iii) durante tantos ciclos como sea necesario para lograr la rotura de los alimentos con el grado deseado de
reducción de tamaño de partícula,- (v)
- extraer un volumen preferido de alimento desde el puerto de salida, dicho volumen es opcionalmente menor que el volumen de alimento introducido en la etapa (i),
5 (vi) repetir opcionalmente las etapas (i) a (v). - 34. Procedimiento según la reivindicación 32 o la reivindicación 33 en donde el alimento se muestrea desde la cámara interior y/o cilindro interior a intervalos para determinar su composición y/o el estado de la digestión.
- 35. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 32 a 34 para10 modelar una o más de: la digestibilidad del alimento, la liberación o la presencia de un agente activo desde los alimentos, las interacciones de los componentes dietéticos del alimento, la supervivencia de un organismo en el alimento.
- 36. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 32 a 35, en donde el alimento es una preparación o fórmula farmacéutica o nutracéutica.15 37. Uso de un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 o de un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 31, en donde el alimento es una preparación o fórmula farmacéutica o nutracéutica.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB0514702 | 2005-07-18 | ||
| GBGB0514702.0A GB0514702D0 (en) | 2005-07-18 | 2005-07-18 | Apparatus, system and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2352213T3 true ES2352213T3 (es) | 2011-02-16 |
Family
ID=34897387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06755780T Active ES2352213T3 (es) | 2005-07-18 | 2006-07-18 | Aparato, sistema y procedimiento. |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US8092222B2 (es) |
| EP (2) | EP2286906B1 (es) |
| AT (1) | ATE480319T1 (es) |
| AU (1) | AU2006271423B2 (es) |
| CA (1) | CA2613980C (es) |
| DE (1) | DE602006016804D1 (es) |
| DK (2) | DK2286906T3 (es) |
| ES (1) | ES2352213T3 (es) |
| GB (1) | GB0514702D0 (es) |
| WO (1) | WO2007010238A1 (es) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US8105247B2 (en) | 2008-07-25 | 2012-01-31 | Buchwald O'dea Llc | Device for monitoring size of luminal cavity |
| FR2937455B1 (fr) * | 2008-10-20 | 2010-12-03 | Gen Biscuit | Methode in vitro modelisant la consistance generee in vivo par un aliment au cours de sa digestion |
| 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 |
| CZ2009818A3 (cs) * | 2009-12-08 | 2011-05-11 | Ústav organické chemie a biochemie, Akademie ved Ceské republiky v.v.i. | Simulátor trávicího traktu |
| EP2529826A1 (en) | 2011-05-31 | 2012-12-05 | Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Membrane filtration system comprising a deformable side wall |
| EP2529770A1 (en) | 2011-05-31 | 2012-12-05 | Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | A digestion system |
| GB201320781D0 (en) | 2013-11-25 | 2014-01-08 | Univ Newcastle | Model Gut System |
| EP2884480A1 (en) * | 2013-12-12 | 2015-06-17 | Sandoz Ag | Apparatus for simulating the function of human stomach and/or human intestine |
| CN103926375B (zh) * | 2014-03-12 | 2016-04-20 | 南昌大学 | 一种模拟人体消化酵解系统的装置及使用方法 |
| CN104034912B (zh) * | 2014-06-26 | 2015-11-18 | 湖南中本智能科技发展有限公司 | 一种全自动单胃动物仿生消化仪 |
| EP3412762A1 (en) * | 2017-06-06 | 2018-12-12 | ProDigest BVBA | Gastrointestinal tract simulation system, compartments therefor, and method |
| CN108682252B (zh) * | 2018-06-11 | 2020-07-03 | 江南大学 | 一种基于连杆运动的食物吞咽模拟装置 |
| 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 |
| CN109142365A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-01-04 | 西安交通大学医学院第附属医院 | 一种模拟消化环境实验平台 |
| WO2020117855A1 (en) * | 2018-12-03 | 2020-06-11 | Lyndra, Inc. | Stomach simulating device |
| CN111785144B (zh) * | 2020-06-03 | 2022-03-18 | 浙江大学 | 一种体外模拟消化盒子 |
| IT202100006776A1 (it) | 2021-03-22 | 2022-09-22 | Univ Degli Studi Genova | Metodo di produzione di matrici compatte gastroritentive per il rilascio controllato di sostanze attive e matrici compatte così ottenute |
| CN114155770A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-03-08 | 浙江工商大学 | 一种基于半动态消化系统模拟老年人消化半固体食物的方法 |
| NL2031246B1 (nl) * | 2022-03-11 | 2023-09-20 | Lanvi Patent B V | Meetsysteem voor levensmiddelen |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2869544A (en) * | 1957-10-30 | 1959-01-20 | Iowa Cooperative Ass | Injector |
| DE1902200B1 (de) * | 1969-01-17 | 1970-11-26 | Ernst Huebers | Vorrichtung zum Mischen von Stoffen |
| US4207007A (en) * | 1978-07-31 | 1980-06-10 | Belozeroy Viktor A | Liquid-stirring device and installation for treating loose materials |
| FR2528706A1 (fr) * | 1982-06-18 | 1983-12-23 | Dessapt Bernard | Seringue perfectionnee a double compartiment |
| US5211285A (en) * | 1992-03-19 | 1993-05-18 | Habley Medical Technology Corporation | Telescoping, pharmaceutical mixing container |
| NL9201907A (nl) | 1992-11-02 | 1994-06-01 | Tno | Peristaltisch mengende reactor en peristaltische kleppenpomp. |
| JPH09231617A (ja) | 1996-02-26 | 1997-09-05 | Canon Inc | 情報記録媒体 |
| US5993406A (en) * | 1997-05-14 | 1999-11-30 | Cedars-Sinai Medical Center | Artificial gut |
| DE19841248A1 (de) * | 1997-09-12 | 1999-04-29 | Fraunhofer Ges Forschung | Demonstrationseinrichtung in Form eines Lebewesens |
| US6022733A (en) | 1997-12-02 | 2000-02-08 | Tam; Yun K. | Simulated biological dissolution and absorption system |
| JP4100587B2 (ja) | 1998-02-09 | 2008-06-11 | バンドー化学株式会社 | 導電性ローラ |
| DE19855121A1 (de) | 1998-11-30 | 2000-05-31 | Gotthard Bauer | Pneumatische Misch- und Knetmaschine |
| DE10228103A1 (de) | 2002-06-24 | 2004-01-15 | Bayer Cropscience Ag | Fungizide Wirkstoffkombinationen |
| DE20307518U1 (de) | 2002-07-31 | 2003-08-07 | Voss Chemie | Schlauchmischer zum Vermischen von pastösen Massen oder Flüssigkeiten aus mindestens zwei Komponenten und Aufnahmebehälter der Komponenten |
| CA2558650A1 (en) * | 2004-03-08 | 2005-09-22 | The Johns Hopkins University | Device and method for medical training and evaluation |
| WO2005095950A1 (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Pfizer Products Inc. | Method and device for evaluation of pharmaceutical compositions |
-
2005
- 2005-07-18 GB GBGB0514702.0A patent/GB0514702D0/en not_active Ceased
-
2006
- 2006-07-18 DE DE602006016804T patent/DE602006016804D1/de active Active
- 2006-07-18 EP EP10008863.2A patent/EP2286906B1/en not_active Not-in-force
- 2006-07-18 DK DK10008863.2T patent/DK2286906T3/da active
- 2006-07-18 DK DK06755780.1T patent/DK1907108T3/da active
- 2006-07-18 WO PCT/GB2006/002661 patent/WO2007010238A1/en active Application Filing
- 2006-07-18 AU AU2006271423A patent/AU2006271423B2/en not_active Ceased
- 2006-07-18 ES ES06755780T patent/ES2352213T3/es active Active
- 2006-07-18 EP EP06755780A patent/EP1907108B1/en active Active
- 2006-07-18 AT AT06755780T patent/ATE480319T1/de not_active IP Right Cessation
- 2006-07-18 US US11/995,062 patent/US8092222B2/en active Active
- 2006-07-18 CA CA2613980A patent/CA2613980C/en active Active
-
2011
- 2011-09-15 US US13/234,024 patent/US8435036B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB0514702D0 (en) | 2005-08-24 |
| AU2006271423A1 (en) | 2007-01-25 |
| US8092222B2 (en) | 2012-01-10 |
| EP2286906B1 (en) | 2014-09-03 |
| EP2286906A2 (en) | 2011-02-23 |
| DK1907108T3 (da) | 2011-01-03 |
| DE602006016804D1 (de) | 2010-10-21 |
| CA2613980C (en) | 2014-12-09 |
| WO2007010238A1 (en) | 2007-01-25 |
| CA2613980A1 (en) | 2007-01-25 |
| US20120070813A1 (en) | 2012-03-22 |
| EP1907108A1 (en) | 2008-04-09 |
| EP2286906A3 (en) | 2011-03-30 |
| DK2286906T3 (da) | 2014-11-03 |
| US8435036B2 (en) | 2013-05-07 |
| EP1907108B1 (en) | 2010-09-08 |
| US20080206728A1 (en) | 2008-08-28 |
| ATE480319T1 (de) | 2010-09-15 |
| AU2006271423B2 (en) | 2011-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2352213T3 (es) | Aparato, sistema y procedimiento. | |
| Chen et al. | Gastric emptying and morphology of a ‘near real’in vitro human stomach model (RD-IV-HSM) | |
| US8257085B2 (en) | Device for simulating a stomach of a monogastric mammal or of a human being | |
| US11939566B2 (en) | System and method for creating tissue | |
| CN111819442A (zh) | 用于模拟人系统生物学和关于药剂对心脏的肌力作用进行筛选的生物反应器筛选平台 | |
| CN101268365A (zh) | 化学敏感性检验器 | |
| Cascone et al. | The influence of dissolution conditions on the drug ADME phenomena | |
| O'farrell et al. | In vitro models to evaluate ingestible devices: Present status and current trends | |
| CZ302422B6 (cs) | Simulátor trávicího traktu | |
| EP3535383B1 (en) | Method for creating tissue | |
| CN107862962B (zh) | 一种模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型 | |
| AU2012200926A1 (en) | Apparatus, system and method | |
| CN105999303B (zh) | 一种筛选具有调节斑马鱼胃肠动力活性化合物的方法 | |
| Baumgartner et al. | A suggested birth protocol for bottlenose dolphins (Tursiops truncatus)–updated 2015, Zoo Nuremberg | |
| RU51337U1 (ru) | Устройство для определения скорости всасывания питательных веществ | |
| Baumann et al. | Mexican tetra (Astyanax mexicanus): biology, husbandry, and experimental protocols | |
| Smyth | Cultivating parasitic helminths in vitro: advantages and problems | |
| CN111785144B (zh) | 一种体外模拟消化盒子 | |
| WO2019203632A1 (es) | Sistema compacto para la simulación del tracto digestivo humano | |
| CN114999294A (zh) | 一种功能食品模拟消化分解装置 | |
| Nizami | THE ROLE OF PROJECT-BASED LEARNING IN PHYSICS-RELATED TEACHING OF BIOLOGY | |
| Fullick | Oxford International AQA Examinations: International GCSE Combined Sciences Biology | |
| CN110148343A (zh) | 腹部超声练习模型及其病变模型 | |
| Serafini et al. | The Age of Pasteur and the Development of the Microscope | |
| elus Postage | PUB DATE 90 NOTE 475p.; For related documents, see FL 018 829 and FL |