人体胃肠道仿生系统及基于该系统的模拟实验方法

摘要

本发明涉及人体胃肠道仿生系统及基于该系统的模拟实验方法。该系统包括：系统控制器、肠道菌群定植系统、模拟消化系统、模拟吸收系统、搅拌系统、速率控制系统、气路系统、温度调节系统、pH调节系统、消化液试剂瓶、吸收液试剂瓶、收集器。该方法包括控制系统参数设置、定植胶粒制备、肠道菌群定植、模拟消化、模拟吸收等步骤。本发明模拟了离体条件下的人体胃肠道消化、吸收及肠道微生态，模拟真实，重现性好，系统采用智能控制，适用于营养学、毒理学、生理学及微生物学等领域的研究。

主权项

一种人体胃肠道仿生系统，其特征在于：仿生系统包括消化液试剂瓶、吸收液试剂瓶、收集器、速率控制系统、气路系统、温度调节系统、pH调节系统、搅拌系统、肠道菌群定植系统、模拟消化系统、模拟吸收系统和系统控制器，其中：肠道菌群定植系统包括夹层罐、罐盖和磁力搅拌器，该夹层罐外罐侧壁近顶端和底端装有倒宝塔形状的接口，内外罐夹层之间充满恒温水，通过硅胶管与恒温水罐连接；夹层罐用有机玻璃密封，罐盖装有pH计，通过数据线与系统控制器连接；气体进出口，通过铜管与气体存储罐连接；酸液进口连接蠕动泵通过硅胶管与盐酸试剂瓶连接；碱液进口连接蠕动泵通过硅胶管与氢氧化钠试剂瓶连接；发酵液出口连接蠕动泵通过硅胶管与小肠模拟器和升结肠模拟器连接；夹层罐放在磁力搅拌器上，通过转子搅拌罐内发酵液；模拟消化系统包括胃模拟罐、小肠模拟罐、升结肠模拟罐、横结肠模拟罐和降结肠模拟罐五个夹层罐，每个夹层罐外罐侧壁近顶端和底端装有倒宝塔形状的连接口，夹层罐之间通过硅胶管连接并通过硅胶管与恒温水罐连接，胃和肠道蠕动通过每个玻璃罐用磁力搅拌器搅拌模拟，夹层罐用有机玻璃密封，罐盖上分别装有pH计，pH计通过数据线与系统控制器连接，罐盖上分别装有气体进出口、物料进出口、酸液进口、碱液进口，其中胃模拟罐罐盖开孔经蠕动泵通过硅胶管与料液试剂瓶连接，小肠模拟罐罐盖开孔经蠕动泵通过硅胶管与胰液试剂瓶连接，碱液进口经蠕动泵通过硅胶管与碳酸氢钠试剂瓶连接，升结肠模拟罐、横结肠模拟罐、降结肠模拟罐罐盖开孔分别经蠕动泵通过硅胶管与氢氧化钠试剂瓶连接，升结肠模拟罐、横结肠模拟罐和降结肠模拟罐罐盖开孔分别经蠕动泵通过硅胶管与聚乙二醇试剂瓶连接；模拟吸收系统为夹层罐和模拟吸收器，模拟吸收器进液口经蠕动泵通过硅胶管与聚乙二醇试剂瓶连接，出液口通过硅胶管与收集器连接；消化液试剂瓶为料液试剂瓶、胰液试剂瓶、盐酸试剂瓶、碳酸氢钠试剂瓶和氢氧化钠试剂瓶；吸收液试剂瓶为内装聚乙二醇溶液试剂瓶；收集器为废液收集器、升结肠透析液收集器、横结肠透析液收集器和降结肠透析液收集器；速率控制系统为蠕动泵，分别通过数据线与系统控制器连接；气路系统为气体存储器及管线；温度调节系统为恒温水罐、蠕动泵、管线、温度传感器及系统控制器；pH调节系统为pH计，分别通过数据线与系统控制器连接；搅拌系统为磁力搅拌器，分别通过数据线与系统控制器连接；系统控制器包括人机交换界面和中央处理器，通过数据线与磁力搅拌器、温度传感器、pH计和蠕动泵连接。