專利名稱：一種用于測定組織間隙壓力動態(tài)變化的監(jiān)測系統(tǒng)和測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及藥物制劑、藥理學(xué)和生理學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種用于測定組織間隙壓力動態(tài)變化的監(jiān)測系統(tǒng)和測試方法。
背景技術(shù)：
在設(shè)計(jì)和研發(fā)組織間隙給藥的淋巴靶向給藥系統(tǒng)評價(jià)中，組織間隙壓力是一項(xiàng)重要參數(shù)，它是組織間隙流體靜壓和淋巴液/血液/膠體滲透壓的綜合體現(xiàn)，反映了組織間隙液通過毛細(xì)淋巴管壁和毛細(xì)血管壁的動力。尤其對于目前研究者頗為關(guān)注和極具應(yīng)用前景的納米微粒給藥系統(tǒng)，組織間隙給藥后淋巴吸收動力來源于組織間隙液與淋巴液之間的壓力差。本發(fā)明前期工作“一種促進(jìn)脂質(zhì)體淋巴吸收和減少正常淋巴結(jié)蓄積的方法”已申請專利(CN 200510024046)，涉及促進(jìn)局部注射脂質(zhì)體淋巴吸收和減少脂質(zhì)體在注射部位殘留量及減少脂質(zhì)體在正常淋巴結(jié)中蓄積量的方法。其中，采用“壓力補(bǔ)償”策略，通過大粒徑空白脂質(zhì)體、中性或荷電高分子物質(zhì)以維持注射部位的靜壓力，顯著促進(jìn)脂質(zhì)體淋巴吸收和減少局部殘留量。故組織間隙壓力是藥物研發(fā)中給藥系統(tǒng)吸收情況、效果評價(jià)、臨床上判斷淋巴回流是否順暢等的重要依據(jù)。通常，對人體或動物生理壓力的測定多為測定血壓，一般通過無創(chuàng)血壓檢測法或侵入法進(jìn)行。無創(chuàng)血壓檢測法又稱為間接法，包括聽診法、示波法等，往往通過血流來反映血壓。其以脈搏波技術(shù)和血流量為基礎(chǔ)，從原理上而言，并不適用于組織間隙壓力測定。此外，聽診法和示波法都需要將封套環(huán)繞在待測動脈周圍，并充氣膨脹，較難進(jìn)行多次測量， 從方法實(shí)施角度而言，亦不適用于局部組織間隙壓力測定。侵入法又稱直接法或有損檢測，需將導(dǎo)管插入血管，通過壓力傳感器來獲得血壓值。該方法的測量結(jié)果最為準(zhǔn)確，結(jié)合現(xiàn)代壓力傳感技術(shù)和電子測量技術(shù)，可以將導(dǎo)管直接插人待測動脈中實(shí)現(xiàn)動脈壓的直接測量。在臨床應(yīng)用中，需在測量過程中通過清洗等手段來防止感染問題，因此除危重患者及大手術(shù)的血壓測量等特殊需要外，一般不采用該方法。測定人體或動物生理壓力的現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)有CN 95197644. 3中公開了一種計(jì)算動脈脈搏血壓的方法和裝置，該方法包括對動脈施加變化的壓力，可通過得到的參數(shù)確定血壓值。CN 200610122501. 2涉及一種醫(yī)用電子血壓計(jì)，利用電子線路檢測壓力和脈搏音， 解決目前柯氏音原理測量血壓要是用汞的問題。CN96192366.0公開了一種血管刺入指示器，當(dāng)血管針的針頭進(jìn)入靜脈或動脈血管后，能感測并指示針頭位置。CN 98807337. 4涉及一種壓力傳感器和檢測方法，根據(jù)一個(gè)光學(xué)空腔或其它同化球中的多次散射光或其它波傳播能而檢測壓力，也可采用聲波作為散射波能源。亦有文獻(xiàn)報(bào)道，用蝴蝶型靜脈留置針代替胸內(nèi)導(dǎo)管可以測量豚鼠胸內(nèi)壓(中國比較醫(yī)學(xué)雜志2006，16(12) =755-759)；通過導(dǎo)管內(nèi)泵入氣體的方法，利用自制換能器測量出膽囊和腸胃道中靜態(tài)壓強(qiáng)(中國醫(yī)學(xué)工程2002， 10(6) :94-98)。而對于組織間隙壓力的測定鮮有報(bào)道，現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)均不能用于本發(fā)明所述技術(shù)領(lǐng)域。該技術(shù)領(lǐng)域迫切需要新的技術(shù)，從而為設(shè)計(jì)和研發(fā)組織間隙給藥淋巴靶向給藥系統(tǒng)評價(jià)中，提供切實(shí)可行、直觀準(zhǔn)確的組織間隙壓力監(jiān)測系統(tǒng)和方法。本發(fā)明在一定程度上借鑒血壓測定方法，根據(jù)組織間隙壓力測定的生理特殊性進(jìn)行了創(chuàng)造性的組合和改進(jìn)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測多種動物或人體組織間隙給藥時(shí)和藥物吸收過程中局部壓力變化，并詳實(shí)記錄壓力-時(shí)間曲線圖，可得到組織間隙注射壓力動力學(xué)參數(shù)，滿足該技術(shù)領(lǐng)域所需。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于測定組織間隙壓力動態(tài)變化的監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是一種用于多種動物或人體組織間隙壓力的監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供所述用于組織間隙壓力檢測系統(tǒng)的測試方法。本發(fā)明的目的通過下述方案來實(shí)現(xiàn)一種用于測定組織間隙壓力動態(tài)變化的監(jiān)測系統(tǒng)，由微量注射泵(A)、同時(shí)連接輸液頭皮針和壓力換能器(C)的注射器(B)、生理信號處理系統(tǒng)(D)和帶功能科學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件包的計(jì)算機(jī)(E)組成。所述監(jiān)測系統(tǒng)所含輸液頭皮針、壓力換能器(C)和注射器(B)之間有三通活塞控制，可根據(jù)不同情況和目的使三者同時(shí)連通或者兩兩連通；所含微量注射泵可精確定時(shí)、定量、恒速地注射藥物進(jìn)入動物或人體組織間隙內(nèi)。所述的監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測多種動物或人體組織間隙給藥時(shí)和藥物吸收過程中局部壓力變化，并詳實(shí)記錄壓力-時(shí)間曲線圖，可用于壓力相關(guān)的動力學(xué)研究。所述的監(jiān)測系統(tǒng)可間斷或不間斷地實(shí)時(shí)記錄組織間隙壓力變化，帶功能科學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件包的計(jì)算機(jī)可保存并提供壓力-時(shí)間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可精確到每1秒時(shí)的壓力大小。本發(fā)明的另一方面涉及所述監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行測定組織間隙壓力動態(tài)變化的方法，其包括步驟(1)通過三通開關(guān)向連接輸液頭皮針的導(dǎo)管內(nèi)注入注射液，排除導(dǎo)管、三通內(nèi)氣泡；(2)打開三通使給藥部位、頭皮針與壓力換能器完全相通；(3)啟動生理信號處理系統(tǒng)和電腦記錄系統(tǒng)，調(diào)零并啟動；(4)開啟微量注射泵，恒速推注定量體積的注射液，記錄實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)和壓力-時(shí)間曲線。本發(fā)明的測試方法，還包括應(yīng)保證所連接的頭皮針、導(dǎo)管、三通以及壓力換能內(nèi)空腔都統(tǒng)一充滿注射液，排除氣泡，其特征在于基于以液體為壓力傳導(dǎo)媒介的同時(shí)，保證體系內(nèi)液體統(tǒng)一，避免不同性質(zhì)的給藥系統(tǒng)或液體之間混合后出現(xiàn)的體積壓縮，最終導(dǎo)致測量誤差。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述檢測系統(tǒng)和測試方法可以實(shí)時(shí)記錄得到組織間隙注射脂質(zhì)體時(shí)和脂質(zhì)體在聽吸收過程中局部壓力-時(shí)間曲線圖，數(shù)據(jù)詳實(shí)，壓力變化直觀清晰。在另一個(gè)實(shí)施方案中，分別以不同的推注速度和時(shí)間，對麻醉后不同動物的后肢足墊注射脂質(zhì)體，可得到不同的壓力變化曲線，并可記錄多次推注藥物時(shí)的壓力變化情況。因此在評價(jià)給藥系統(tǒng)時(shí)，可根據(jù)具體的動物模型、給藥體積、推注速度和時(shí)間確定實(shí)驗(yàn)方案。本發(fā)明的測試方法，還包括一個(gè)或多個(gè)的推注注射液-停止推注的過程，該過程可基于測試目的而設(shè)定不同的推注時(shí)間、速度以及停止推注間歇長短。
本發(fā)明所述的測試方法，可得到每時(shí)刻的壓力原始數(shù)據(jù)、注射后壓力最大值 (Pmax)、壓力下降到一半的時(shí)間(τ1/2)以及壓力恢復(fù)至正常生理狀態(tài)所需時(shí)間；能夠真實(shí)、準(zhǔn)確地記錄組織間隙注射帶來的較大的局部壓力差以及注射后給藥系統(tǒng)從局部消除伴隨的壓力變化，為壓力動力學(xué)和與之相關(guān)的藥物吸收動力學(xué)研究提供依據(jù)；可用于評價(jià)壓力變化與藥物吸收的關(guān)系以及給藥系統(tǒng)的優(yōu)劣。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過所述檢測系統(tǒng)和測試方法，可測得生理鹽水、脂質(zhì)體和注射用大豆油這幾種不同性質(zhì)給藥系統(tǒng)組織間隙注射后壓力下降到一半的時(shí)間(Tv2)，即組織間隙壓力半衰期，可比較其在局部消除速度和體內(nèi)吸收速度。較好的是，本發(fā)明所述的“藥物”和“注射液”均指液體狀態(tài)的給藥系統(tǒng)，其包括 單純的油、水、鹽溶液；含有高分子聚合物材料油、水、鹽溶液；含藥物的油、水、鹽溶液；同時(shí)含高分子聚合物材料和藥物的油、水、鹽溶液；脂質(zhì)體、微乳、納米粒、納米復(fù)合物等微粒給藥系統(tǒng)及其與高分子聚合物材料混合的系統(tǒng)。本發(fā)明所述用于多種動物或人體組織間隙壓力的監(jiān)測系統(tǒng)和測試方法可客觀評價(jià)上述給藥系統(tǒng)在體內(nèi)給藥以及給藥后動力學(xué)行為的差異。在一個(gè)實(shí)施方案中，含不同高分子聚合物材料(僅為分子量或表面電荷的差異) 的給藥系統(tǒng)組織間隙注射后，利用本發(fā)明所述檢測系統(tǒng)和方法得到的壓力-時(shí)間數(shù)據(jù)，擬合動力學(xué)方程并根據(jù)所得參數(shù)可比較給藥系統(tǒng)在體內(nèi)壓力動力學(xué)行為的差異，評價(jià)壓力變化與藥物吸收的關(guān)系以及給藥系統(tǒng)的優(yōu)劣。


圖1顯示了利用所述監(jiān)測系統(tǒng)和測試方法實(shí)時(shí)記錄得到的大鼠后肢足墊注射 0. ImL脂質(zhì)體(平均粒徑為 200nm)后壓力-時(shí)間曲線圖。圖2顯示了以不同推注速度和時(shí)間對不同動物組織間隙給藥時(shí)記錄得到的壓力-時(shí)間曲線3顯示了記錄得到的壓力-時(shí)間曲線圖，給藥后壓力從最高值消除的后半段曲線可根據(jù)表觀消除動力學(xué)形式進(jìn)行參數(shù)分析。圖4為本測定組織間隙壓力動態(tài)變化的監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，微量注射泵(A)、同時(shí)連接輸液頭皮針和壓力換能器(C)的注射器(B)、生理信號處理系統(tǒng)(D)和帶功能科學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件包的計(jì)算機(jī)(E)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合下列具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳盡的闡述，但是，下列實(shí)施例僅供闡述用，并非用來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1設(shè)定監(jiān)測系統(tǒng)參數(shù)如下微量注射泵推注速度為72mL/h ；推注時(shí)間為5秒；同時(shí)， 設(shè)定功能科學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件包(MFLab 200)參數(shù)為增益200 ；時(shí)間常數(shù)DC ；濾波50KHz ；統(tǒng)計(jì)間隔1秒；分辨率為滿幅/4096。取Wistar大鼠(雌性)，腹腔注射20%烏拉坦(0. 5mL/100g 體重)麻醉后，分別對后肢足墊注射0. ImL脂質(zhì)體(平均粒徑為 200nm)，根據(jù)本發(fā)明所述方法監(jiān)測組織間隙給藥時(shí)和藥物吸收過程中局部壓力變化，可得壓力-時(shí)間曲線圖(如圖1所示)。實(shí)施例2分別以不同的推注速度和時(shí)間，對麻醉后Wistar大鼠及昆明種小鼠后肢足墊注射脂質(zhì)體，利用所述監(jiān)測系統(tǒng)和測試方法記錄組織間隙壓力變化情況，可得到不同的壓力變化曲線，并可記錄多次推注藥物時(shí)的壓力變化情況(如圖2所示)。在評價(jià)給藥系統(tǒng)時(shí)， 可根據(jù)具體的動物模型、給藥體積、推注速度和時(shí)間確定實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)施例3利用所述監(jiān)測系統(tǒng)和測試方法，分別對麻醉后Wistar大鼠(雌性，隨機(jī)分組，每組 4只)后肢足墊注射0. ImL生理鹽水、脂質(zhì)體(平均粒徑為 200nm)和注射用大豆油，得壓力時(shí)間曲線圖，根據(jù)壓力下降至一半時(shí)的時(shí)間(Tv2)(如表1所示)比較組間差異，表明三者在局部的消除速度和體內(nèi)吸收速度為生理鹽水>脂質(zhì)體>注射用大豆油。表1大鼠后肢足墊注射不同給藥系統(tǒng)后組織間隙壓力半衰期(n = 4)
給藥系統(tǒng)生理鹽水脂質(zhì)體(Mean size=200 nm)注射用大豆油T1/2 (S)0.5士0.32.0±0.822.0 士 7.6實(shí)施例4分別將生理鹽水(Saline)、脂質(zhì)體(PEG-liposome，平均粒徑為60 70nm)及其與不同高分子聚合物材料(分子量分別為500，000和2000，000的右旋糖酐，即Dx T500和 Dx T2000 ；分子量500，000的二乙胺基乙基-右旋醣酐，即DEAE-Dx ；分子量500，000的聚賴氨酸，即PLL)生理鹽水溶液混合組成不同的給藥系統(tǒng)，即A Saline;B:PEG-liposome ；C:PEG-liposome+Dx T500 ；D:PEG-liposome+Dx T2000 ；E=PEG-Iiposome+DEAE-Dx ；F:PEG-liposome+PLL使高聚物終濃度為25mg/mL，脂質(zhì)終濃度為8mM。分別將以上給藥系統(tǒng)對麻醉后大鼠足墊注射(n = 6 7)0. ImL以上給藥系統(tǒng)，記錄注射部位壓力變化曲線，記錄時(shí)間為10 分鐘。從MFLab 200導(dǎo)出實(shí)時(shí)壓力變化曲線，將壓力-時(shí)間在GraphPad Prism軟件中擬合動力學(xué)方程，統(tǒng)計(jì)參數(shù)并進(jìn)行比較。將局部組織間隙壓力變化(如圖3所示)按照表觀消除動力學(xué)的形式(即從局部通過毛細(xì)血管、毛細(xì)淋巴管或其它可能情況的所有消除統(tǒng)一為表觀消除相)進(jìn)行擬合
權(quán)利要求
1.一種用于測定組織間隙壓力動態(tài)變化的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由微量注射泵(A)、同時(shí)連接輸液頭皮針和壓力換能器(C)的注射器(B)、生理信號處理系統(tǒng)(D)和帶功能科學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件包的計(jì)算機(jī)(E)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述輸液頭皮針和壓力換能器(C)和注射器(B)之間有三通活塞控制，三者同時(shí)連通或者兩兩連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的微量注射泵㈧定時(shí)、定量、恒速地注射藥物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的監(jiān)測系統(tǒng)間斷或不間斷地實(shí)時(shí)記錄組織間隙壓力變化，帶功能科學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件包的計(jì)算機(jī)(E)保存并提供壓力-時(shí)間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)精確至每1秒時(shí)的壓力大小，單位為mmHg。
5.如權(quán)利要求1-5任一所述監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行測定組織間隙壓力動態(tài)變化的方法，其特征在于，其包括步驟1)通過三通開關(guān)向連接輸液頭皮針的導(dǎo)管內(nèi)注入注射液，排除導(dǎo)管、三通內(nèi)氣泡；2)打開三通使給藥部位、頭皮針與壓力換能器完全相通；3)啟動生理信號處理系統(tǒng)和電腦記錄系統(tǒng)，調(diào)零并啟動；4)開啟微量注射泵，恒速推注定量體積的注射液，記錄實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)和壓力-時(shí)間曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試方法，其特征在于，所述的連接的頭皮針、導(dǎo)管、三通以及壓力換能內(nèi)空腔充滿注射液而非單純的水、或生理鹽水，基于以液體為壓力傳導(dǎo)媒介的同時(shí)，保證體系內(nèi)液體統(tǒng)一，避免不同性質(zhì)的給藥系統(tǒng)或液體之間混合后出現(xiàn)的體積壓縮，最終導(dǎo)致測量誤差。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試方法，其特征在于，該方法還包括一個(gè)或多個(gè)的推注注射液-停止推注的過程，該過程基于測試目的而設(shè)定不同的推注時(shí)間、速度以及停止推注間歇長短。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試方法，其特征在于，該方法測定每時(shí)刻的壓力原始數(shù)據(jù)、 注射后壓力最大值(Pmax)、壓力下降到一半的時(shí)間(T1/2)以及壓力恢復(fù)至正常生理狀態(tài)所需時(shí)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試方法，其特征在于，該方法記錄組織間隙注射產(chǎn)生的局部壓力差以及注射后給藥系統(tǒng)從局部消除伴隨的壓力變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試方法，其特征在于，該方法通過壓力-時(shí)間曲線圖測定組織間隙注射壓力動力學(xué)參數(shù)，評價(jià)壓力變化與藥物吸收的關(guān)系以及給藥系統(tǒng)的優(yōu)劣。
11.根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的測試方法，其特征在于，所述的“藥物”或所述的“注射液”均為液體狀態(tài)的給藥系統(tǒng)，其包括單純的油、水、鹽溶液；含有高分子聚合物材料油、 水、鹽溶液；含藥物的油、水、鹽溶液；同時(shí)含高分子聚合物材料和藥物的油、水、鹽溶液；脂質(zhì)體、微乳、納米粒或納米復(fù)合物微粒給藥系統(tǒng)及其與高分子聚合物材料混合的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及藥物制劑、藥理學(xué)和生理學(xué)領(lǐng)域，涉及一種測定組織間隙壓力的檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由微量注射泵、同時(shí)連接輸液頭皮針和壓力換能器的注射器、生理信號處理系統(tǒng)和帶功能科學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件包的計(jì)算機(jī)組成。本發(fā)明還涉及測定組織間隙壓力的方法。所述監(jiān)測系統(tǒng)和方法能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測多種動物或人體組織間隙給藥時(shí)和藥物吸收過程中組織間隙壓力變化，并詳實(shí)記錄壓力-時(shí)間曲線圖，可用于壓力相關(guān)的動力學(xué)研究，為評價(jià)壓力變化與藥物吸收的關(guān)系以及給藥系統(tǒng)的優(yōu)劣提供科學(xué)依據(jù)。
文檔編號A61B5/03GK102334987SQ20101023691
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者俸靈林, 王晨瑜, 鄭昕, 陸偉躍 申請人:復(fù)旦大學(xué)