采樣裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于對(duì)動(dòng)物胃腸道中的一種或多種內(nèi)部物質(zhì)采樣的裝置，該裝置 包括至少一個(gè)能夠部分伸展的壁。本發(fā)明還涉及一種將該裝置從口部給予動(dòng)物并從糞便中 回收該裝置的方法，以對(duì)收集到的樣本進(jìn)行分析，用于診斷胃腸道的健康狀況并確定營(yíng)養(yǎng) 吸收和消化率。
【背景技術(shù)】
[0002] 直接對(duì)動(dòng)物胃腸道中物質(zhì)采樣的能力是用于診斷胃腸道健康狀況、確定體內(nèi)回腸 蛋白質(zhì)消化率以及用于研究特定飲食組分與動(dòng)物胃腸道中化學(xué)性質(zhì)及物理化學(xué)性質(zhì)之間 關(guān)系的關(guān)鍵使能技術(shù)。這包括營(yíng)養(yǎng)吸收、藥物代謝、微生物分布等等。
[0003] 分析來(lái)自動(dòng)物胃腸道的物質(zhì)樣本，諸如氣體、固體顆?；蛞后w，可提供關(guān)于采樣材 料的PH、酶活性和營(yíng)養(yǎng)成分的信息，以及用于診斷胃腸道疾病和微生物分布的信息。
[0004] 對(duì)異常狀況的早期檢測(cè)、識(shí)別和定位對(duì)于各種病理的明確診斷和/或治療來(lái)說(shuō)是 關(guān)鍵的。
[0005] 而且，回腸蛋白質(zhì)消化率是飲食設(shè)計(jì)中的重要因素，因?yàn)榻Y(jié)腸內(nèi)腸道菌群的蛋白 質(zhì)發(fā)酵與包括氨、二氫硫化物、吲哚和苯酚的有毒化合物的形成有關(guān)，這些有毒化合物已顯 示出會(huì)增加人類患結(jié)腸癌的風(fēng)險(xiǎn)。在"生產(chǎn)動(dòng)物飲食（production animal diet)"設(shè)計(jì)中， 使飲食成本和來(lái)自動(dòng)物廢物對(duì)環(huán)境的影響最小化也是重要的。
[0006] 雖然總表觀消化率（如從排泄物中測(cè)量的）是關(guān)鍵度量，這種方法有許多缺點(diǎn)，包 括相關(guān)性和準(zhǔn)確性，尤其是當(dāng)評(píng)估蛋白質(zhì)消化率時(shí)。因此回腸消化率是更合適的營(yíng)養(yǎng)輸送 度量。從回腸末端到盲腸的流出物可作為后腸微生物群活動(dòng)的基質(zhì)。因此測(cè)量來(lái)自回腸 內(nèi)消化物的廣泛范圍化學(xué)性質(zhì)（如蛋白質(zhì)、碳水化合物、纖維、非淀粉多糖、抗?fàn)I養(yǎng)因子、月旨 肪）和物理化學(xué)性質(zhì)（如黏度）的能力也表示我們對(duì)特定飲食組分對(duì)消化過(guò)程和排泄物質(zhì) 量影響的認(rèn)識(shí)上的重大飛躍，此外還提供了針對(duì)特定對(duì)象的胃腸道疾病的進(jìn)一步診斷和研 究治療。
[0007] 通過(guò)收集回腸消化物用于研究體內(nèi)回腸消化率的現(xiàn)有方法包括那些需要手術(shù)矯 正以使得能夠?qū)啬c消化物重復(fù)采樣或者犧牲研究動(dòng)物的方法。
[0008] 胃腸道物質(zhì)樣本通常使用諸如內(nèi)窺鏡的插管機(jī)械裝置取得，這昂貴費(fèi)時(shí)，且會(huì)造 成檢查對(duì)象的痛苦和焦慮。通過(guò)插管收集動(dòng)物的回腸消化物樣本是當(dāng)前的首選，因?yàn)槠浯?表當(dāng)前可用的最可靠和準(zhǔn)確的方法。
[0009] 特別是，插管內(nèi)窺鏡無(wú)論在生理上還是心理上都不舒適，且通常需要局部麻醉并 且有時(shí)需要鎮(zhèn)靜。
[0010] 用于感測(cè)體內(nèi)通道或腔體（特別是胃腸道），并發(fā)送和收集信息（例如：圖像、pH 信息、溫度信息、電阻信息、壓力信息等）的裝置、系統(tǒng)和方法已在本領(lǐng)域內(nèi)公知。
[0011] 在通過(guò)胃腸道運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中收集生物計(jì)量數(shù)據(jù)（如溫度、pH、電導(dǎo)率、溶解氧、速 度），或?qū)邢騽┝克幬镙斔椭粱颊撸蛏踔量梢陨扇课改c道圖像的可吞咽膠囊已在 本領(lǐng)域內(nèi)公知。例如，由吉文成像公司（Given Imaging Ltd.)以色列約克尼穆）生產(chǎn)的 ?11叱&1111￥38為11111111\26111111，且重量不到4克。？11叱 &1111￥在一側(cè)具有成像裝置和光源，且 以每秒2張的速率傳輸圖像，并被醫(yī)師用于檢測(cè)和診斷小腸的疾病。
[0012] 另外，由飛利浦公司（荷蘭AE埃因霍芬的飛利浦研究院）制造的iPill是相機(jī)藥 丸，尺寸近似于PillCam?且適于將靶向劑量藥物輸送至患者。除了圖像收集和藥物輸送， 已有能夠在通過(guò)胃腸道運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中收集生物計(jì)量數(shù)據(jù)（如溫度、PH、電導(dǎo)率、溶解氧、速 度）的類似膠囊技術(shù)（Johannessen 等人，2004 ;Hammond 等人，2005 ;Twomey 和 Marchesi， 2009)〇
[0013] 用于對(duì)來(lái)自胃腸道的液體采樣的裝置已在本領(lǐng)域內(nèi)公知。W002/102243和 US5, 971，942都描述了一種胃腸道采樣裝置。膠囊的內(nèi)部處于真空，并允許通過(guò)入口引入樣 本。樣本進(jìn)入膠囊內(nèi)直到膠囊內(nèi)外的壓力平衡，且入口和/或阻塞構(gòu)件阻止樣本外流。
[0014] US2007/0161928為另一種采樣裝置，其中裝置的主體是具有一個(gè)或多個(gè)隔室的通 道，并且能夠在不同點(diǎn)處捕獲少量胃腸道消化物。
[0015] 這些公知的裝置具有一個(gè)大腔室或多個(gè)小隔室，其從胃腸道引入一種或多種樣 本。
[0016] 本發(fā)明的裝置能夠比現(xiàn)有裝置收集更大量的樣本，這是由于其能夠伸展的壁可將 裝置伸長(zhǎng)至打開(kāi)伸展?fàn)顟B(tài)。
[0017] 使裝置保持在壓縮狀態(tài)的封閉片可以通過(guò)可消化涂層、pH定時(shí)器/傳感器或驅(qū)動(dòng) 開(kāi)關(guān)的外力在給定點(diǎn)被動(dòng)地或主動(dòng)地驅(qū)動(dòng)至打開(kāi)伸展?fàn)顟B(tài)。這使得能夠很好地控制打開(kāi)裝 置的時(shí)間。能夠預(yù)編程或從外部控制該打開(kāi)。
[0018] 仍然需要改進(jìn)如上所述的采樣裝置，使得可以獲取更大容量的樣本，從而允許對(duì) 樣本進(jìn)行更大范圍的分析測(cè)試。此外，改變回腸內(nèi)樣本捕獲點(diǎn)的能力允許在回腸整個(gè)長(zhǎng)度 內(nèi)對(duì)營(yíng)養(yǎng)吸收、微生物種群、消化物黏度的變化進(jìn)行研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 本發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種裝置，其能夠用于從動(dòng)物胃腸道獲取大容量的內(nèi)部物質(zhì)，該 裝置無(wú)創(chuàng)、無(wú)需手術(shù)、適于使用而無(wú)需對(duì)測(cè)試動(dòng)物進(jìn)行鎮(zhèn)靜或?qū)ζ湓斐赏纯唷１景l(fā)明的裝置 簡(jiǎn)單、成本低、可靠，且易于使用，而無(wú)需連續(xù)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明的裝置可以從糞便中回收，且樣 本易于提取和使用各種生物、化學(xué)和物理測(cè)定進(jìn)行分析。
[0020] 在本發(fā)明的第一方面中提供了一種用于對(duì)動(dòng)物胃腸道中的內(nèi)部物質(zhì)采樣的裝置， 該裝置包括至少一個(gè)能夠至少部分伸展的壁、容器和用于幫助將樣本引入裝置的驅(qū)動(dòng)器 件，其中，所述裝置通過(guò)封閉片保持在封閉壓縮狀態(tài)，且當(dāng)封閉片就位時(shí)，裝置處于封閉壓 縮狀態(tài)，當(dāng)封閉片不就位時(shí)，裝置處于打開(kāi)伸展?fàn)顟B(tài)。特別是，當(dāng)封閉片不就位時(shí)，裝置的壁 可通過(guò)驅(qū)動(dòng)器件移動(dòng)至打開(kāi)伸展?fàn)顟B(tài)。
[0021] 特別是，驅(qū)動(dòng)器件設(shè)置為將裝置從第一配置（例如：封閉壓縮狀態(tài)）轉(zhuǎn)換至第二配 置（例如：打開(kāi)伸展?fàn)顟B(tài)），并幫助將樣本引入裝置。
[0022] 因此本發(fā)明的裝置適于對(duì)動(dòng)物胃腸道的內(nèi)部物質(zhì)采樣。根據(jù)動(dòng)物的大小、品種和 /或物種，裝置尺寸將變化，如本文所述。
[0023] 直接對(duì)動(dòng)物胃腸道中物質(zhì)采樣的能力是診斷胃腸道健康狀況、確定體內(nèi)回腸蛋白 質(zhì)消化率以及研究特定飲食組分與諸如營(yíng)養(yǎng)吸收、藥物代謝、微生物分布等動(dòng)物胃腸道中 的化學(xué)性質(zhì)及物理化學(xué)性質(zhì)之間關(guān)系的關(guān)鍵使能技術(shù)。
[0024] 術(shù)語(yǔ)"物質(zhì)"和"內(nèi)部物質(zhì)"可以互換使用，并且是指可在動(dòng)物胃腸道中出現(xiàn)的任 何液體、顆?；驓怏w。例如在胃、小腸和大腸中可出現(xiàn)液體。這種液體可以含有溶液（或懸 液）中的樣本，諸如飲食組分、藥物、食物組分；消化產(chǎn)物、微生物代謝物，也可出現(xiàn)諸如氧、 氫、二氧化碳、甲烷、硫化氫等氣體。
[0025] 特別是，能夠伸展的壁可以從封閉壓縮狀態(tài)移動(dòng)至打開(kāi)伸展?fàn)顟B(tài)。
[0026] 該裝置包括至少一個(gè)能夠部分伸展的壁。
[0027] 在一個(gè)實(shí)施例中，能夠部分伸展的壁是波浪狀的。特別是，當(dāng)裝置處于封閉壓縮狀 態(tài)時(shí)，能夠伸展的壁是波浪狀的或大體上是波浪狀的，當(dāng)裝置處于打開(kāi)伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)，壁伸長(zhǎng) 以將裝置轉(zhuǎn)換至第二打開(kāi)伸展?fàn)顟B(tài)，其中壁呈部分平面狀。
[0028] 在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)裝置處于封閉壓縮狀態(tài)時(shí)，能夠伸展的壁呈平面狀或大體 呈平面狀。當(dāng)裝置處于打開(kāi)伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)，壁滑動(dòng)，并且將裝置轉(zhuǎn)換至第二打開(kāi)伸展配置狀 O
[0029] 在一些實(shí)施例中，該裝置可以包括由一個(gè)或多個(gè)元件至少相互連接的兩個(gè)半部。 特別是這兩個(gè)半部可以通過(guò)內(nèi)部系絲或類似元件相互連接。
[0030] 特別是，該裝置能夠在其沿動(dòng)物胃腸道運(yùn)輸過(guò)程中捕獲消