一种模拟胃肠道消化试验系统及方法技术方案

本发明专利技术属于医疗设备技术领域，涉及生化分析的新型自动化技术，具体涉及一种模拟胃肠道消化试验系统及方法；包括消化系统，还包括与消化系统相配合的清理系统；消化系统包括胃消化装置，胃消化装置一端连接有口腔咀嚼装置，另一端连接有肠消化装置；本发明专利技术的目的在于提供一种便于清理且贴近真实的模拟胃肠道消化试验系统及方法。试验系统及方法。试验系统及方法。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟胃肠道消化试验系统及方法


[0001]本专利技术属于医疗设备
，涉及生化分析的新型自动化技术，具体涉及一种模拟胃肠道消化试验系统及方法。

技术介绍

[0002]人类消化系统的研究是复杂的多阶段过程，当涉及到潜在的有害物质时受到伦理约束，同时体内消化实验周期长，实验结果易受实验体个体差异影响，因此在体外模拟人类消化的生理过程是必要的。相对于活体试验，体外模拟消化系统可以作为“前测试”来预测活体试验情况或优化实验条件，完全代替或部分替代活体试验，达到降低成本和时间、提高重复性和准确性的目的，而且没有伦理方面的限制。体外消化模型已被广泛应用到营养学、毒理学、生理学及微生物学等各领域以及食品、药品、保健品等各个行业，国内外对利用体外消化模型进行相关研究的认可度也越来越高，在药物代谢、污染物生物可及性、食品摄入安全评价等方面的应用越来越受到重视。
[0003]现有的体外消化模型包括静态模拟消化和动态模拟消化两大类；动态模拟能更准确地表达消化过程中功能成分量的变化，且周期性取样检测具有实时观察量变的特点。但是动态消化模型不易模拟肠胃的蠕动，并且难以清理。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种便于清理且贴近真实的模拟胃肠道消化试验系统及方法。
[0005]基于上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种模拟胃肠道消化试验系统，包括消化系统，还包括与消化系统相配合的清理系统；消化系统包括胃消化装置，胃消化装置一端连接有口腔咀嚼装置，另一端连接有肠消化装置。
[0006]进一步的，肠消化装置包括肠模型，肠模型为软质管状结构；肠模型包括直段，还包括在两个直段之间连接的弯段，弯段均为半圆弧状结构；肠模型外设置有肠蠕动装置；清理系统包括冲洗装置，还包括与肠模型相配合的刷洗装置；刷洗装置包括与弯段相配合的第一刷洗机构，还包括与直段相配合的第二刷洗机构；口腔咀嚼装置包括口腔模型，口腔模型中设置有粉碎机构；胃消化装置包括胃模型，还包括与胃模型相配合的胃蠕动装置。
[0007]进一步的，肠蠕动装置包括在肠模型的外壁上设置的推动组件，推动组件延肠模型的长度方向均匀分布；每个推动组件均包括绕肠模型的圆周方向均布的推动轮；每个推动轮在其端面的正投影均为凸轮形，每个推动轮的弧面上均开设有闭合的推动槽，每个推动槽的横截面均为弧形；每个推动槽由靠近肠模型的一端到远离肠模型的一端逐渐变窄；每个推动槽的两侧边缘与推动轮的两端面边缘之间均为倾斜的过渡面。
[0008]进一步的，每个推动组件均包括在每个推动轮上连接的第一转轴，每个第一转轴的两端均固连有锥齿轮，每两个相邻的第一转轴上的锥齿轮均啮合连接；每个推动组件均
包括与其中一个锥齿轮同轴且固连的第二转轴，每个直段上的第二转轴均平行设置且设置在同一侧，每个直段上的第二转轴均连接有同一个驱动机构。
[0009]进一步的，第一刷洗机构包括与肠模型连接的固定轨道，固定轨道是与弯段同轴设置的圆弧状构件；弯段上开设有第一刷洗口，第一刷洗口处设置有与其相配合的电动门；固定轨道上连接有摆动轨道，摆动轨道上连接有第一伸缩组件，第一伸缩组件上连接有第二伸缩组件；摆动轨道、第一伸缩组件和第二伸缩组件都是与弯段同轴的圆弧状结构。
[0010]进一步的，摆动轨道上连接有往复摆动机构；往复摆动机构包括与摆动轨道远离第一刷洗口的一端铰接的摆动杆，摆动杆上固连有第三转轴，第三转轴与固定轨道同轴设置；摆动杆上开设有长度方向与其一致的滑槽，滑槽连接有偏心盘；偏心盘包括与滑槽平行的转动圆盘，还包括在转动圆盘上固连的第一滑块，第一滑块是与转动圆盘相垂直的圆柱状结构，第一滑块设置在滑槽内并与滑槽滑动连接；转动圆盘上连接有第二电机。
[0011]进一步的，每个驱动机构均包括在第二转轴上设置的第一链轮和第二链轮；位于每个直段两端的两个第二转轴上均固连有与其同轴的第一链轮或第二链轮，位于每个直段上的其他第二转轴上均固连有与其同轴的第一链轮和第二链轮，每个第一链轮均设置在第二链轮和锥齿轮之间；每两个相邻的第一链轮之间均连接有链条，每两个相邻的第二链轮之间均连接有链条；每个直段上的其中一个第二转轴上连接有第一电机。每个弯段上的第二转轴均连接有第一电机，通过控制器控制直段与弯段上的第一电机同步转动。
[0012]进一步的，第一伸缩组件包括在摆动轨道上固连的第一滑轨，第一滑轨上滑动连接有第一齿条，第一齿条与第一滑轨都是与摆动轨道同轴的圆弧状结构；第一齿条啮合连接有第一齿轮，第一齿轮相对第一滑轨转动设置，第一齿轮上连接有第三电机；第二伸缩组件包括与第一齿条固连的第二滑轨，第二滑轨上滑动连接有第二齿条，第二齿条啮合连接有第二齿轮，第二齿轮连接有第四电机；第二齿条的端部固连有第一刷杆，第一刷杆上均布有刷毛；第一刷杆与第二齿条都是和第一滑轨同轴设置的圆弧状结构。
[0013]进一步的，第一刷杆靠近第二齿条的一端连接有伸缩水管，伸缩水管为螺旋状结构；第一刷杆内开设有与伸缩水管连通的喷水通道，第一刷杆的侧壁上开设有与喷水通道相连通的喷水孔。
[0014]上述的胃肠道消化试验系统的方法，包括以下步骤，步骤1，添加食物及试剂；在肠胃模型中加入试剂，将食物放入口腔咀嚼装置，粉碎机构将食物粉碎，粉碎后的食物进入胃模型；胃蠕动装置使胃模型蠕动将食物初步消化，初步消化后的食物进入肠模型。
[0015]步骤2，肠模型蠕动消化食物；肠蠕动装置使肠模型蠕动，促进肠模型消化食物，肠蠕动装置工作过程为：第一电机转动带动与其连接的第二转轴转动，第二转轴转动带动其上的第一链轮和第二链轮转动，第一链轮和第二链轮通过链条带动其余的第一链轮和第二链轮转动，进而带动其余第二转轴转动；第二转轴带动与其连接的锥齿轮转动，锥齿轮带动与其位于同一推动组件的其他锥齿轮和第一转轴转动，第一转轴带动推动轮转动，推动轮上的推动槽挤压肠模型并将肠模型中的食物向后挤压。
[0016]步骤3，清理消化系统；食物从肠模型挤压出去后，实验完成；使用冲洗装置对口腔模型、胃模型和肠模型进行初步冲洗，将食物残渣冲至消化系统外。
[0017]随后启动第一刷洗机构对肠模型的弯段进行刷洗，其过程为：第一刷洗口处的电
动门打开，第四电机带动第二齿轮转动，第二齿轮带动第二齿条在第二滑轨上滑动，第二齿条带动第一刷杆与其同步移动，第一刷杆与第二齿条进入弯段中；随后第二电机转动并带动转动圆盘转动，转动圆盘带动第一滑块转动，第一滑块在滑槽内滑动并带动滑槽往复摆动，滑槽带动摆动杆往复摆动，摆动杆带动摆动轨道在固定轨道上往复摆动，摆动轨道带动第一伸缩组件往复摆动，第一伸缩组件带动第二齿条往复摆动，第二齿条带动第一刷杆在肠模型中往复移动刷洗弯段的前部。弯段前部刷洗完毕后，第三电机带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第一齿条在第一滑轨上滑动，第一齿条移入弯段中并带动第二齿条与其同步移动，第二齿条带动第一刷杆移动至弯段的后部；第二电机再次转动并带动摆动轨道在固定轨道上往复摆动，摆动轨道带动第一刷杆在弯段后部往复移动，对弯段后部进行刷洗。弯段刷洗完毕后，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟胃肠道消化试验系统，其特征在于，包括消化系统，还包括与消化系统相配合的清理系统；所述消化系统包括胃消化装置，所述胃消化装置一端连接有口腔咀嚼装置，另一端连接有肠消化装置。2.如权利要求1所述的胃肠道消化试验系统，其特征在于，所述肠消化装置包括肠模型，所述肠模型为软质管状结构；所述肠模型包括直段，还包括在两个直段之间连接的弯段，所述弯段均为半圆弧状结构；所述肠模型外设置有肠蠕动装置；所述清理系统包括冲洗装置，还包括与肠模型相配合的刷洗装置；所述刷洗装置包括与弯段相配合的第一刷洗机构，还包括与直段相配合的第二刷洗机构；所述口腔咀嚼装置包括口腔模型，所述口腔模型中设置有粉碎机构；所述胃消化装置包括胃模型，还包括与胃模型相配合的胃蠕动装置。3.如权利要求2所述的胃肠道消化试验系统，其特征在于，所述肠蠕动装置包括在肠模型的外壁上设置的推动组件，所述推动组件延肠模型的长度方向均匀分布；每个所述推动组件均包括绕肠模型的圆周方向均布的推动轮；每个所述推动轮在其端面的正投影均为凸轮形，每个所述推动轮的弧面上均开设有闭合的推动槽，每个所述推动槽的横截面均为弧形；每个所述推动槽由靠近肠模型的一端到远离肠模型的一端逐渐变窄；每个所述推动槽的两侧边缘与推动轮的两端面边缘之间均为倾斜的过渡面。4.如权利要求3所述的胃肠道消化试验系统，其特征在于，每个所述推动组件均包括在每个推动轮上连接的第一转轴，每个所述第一转轴的两端均固连有锥齿轮，每两个相邻的第一转轴上的锥齿轮均啮合连接；每个所述推动组件均包括与其中一个锥齿轮同轴且固连的第二转轴，每个所述直段上的第二转轴均平行设置，每个所述直段上的第二转轴均连接有同一个驱动机构。5.如权利要求4所述的胃肠道消化试验系统，其特征在于，所述第一刷洗机构包括与肠模型连接的固定轨道，所述固定轨道是与弯段同轴设置的圆弧状构件；所述弯段上开设有第一刷洗口，所述第一刷洗口处设置有与其相配合的电动门；所述固定轨道上连接有摆动轨道，所述摆动轨道上连接有第一伸缩组件，所述第一伸缩组件上连接有第二伸缩组件；所述摆动轨道、第一伸缩组件和第二伸缩组件都是与弯段同轴的圆弧状结构。6.如权利要求5所述的胃肠道消化试验系统，其特征在于，所述摆动轨道上连接有往复摆动机构；所述往复摆动机构包括与摆动轨道远离第一刷洗口的一端铰接的摆动杆，所述摆动杆上固连有第三转轴，所述第三转轴与固定轨道同轴设置；所述摆动杆上开设有长度方向与其一致的滑槽，所述滑槽连接有偏心盘；所述偏心盘包括与滑槽平行的转动圆盘，还包括在转动圆盘上固连的第一滑块，所述第一滑块是与转动圆盘相垂直的圆柱状结构，所述第一滑块设置在滑槽内并与滑槽滑动连接；所述转动圆盘上连接有第二电机。7.如权利要求6所述的胃肠道消化试验系统，其特征在于，每个所述驱动机构均包括在第二转轴上设置的第一链轮和第二链轮；位于每个直段两端的两个第二转轴上均固连有与其同轴的第一链轮或第二链轮，位于每个直段上的其他第二转轴上均固连有与其同轴的第一链轮和第二链轮，每个所述第一链轮均设置在第二链轮和锥齿轮之间；每两个相邻的第一链轮之间均连接有链条，每两个相邻的第二链轮之...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈广龙，赵卫杰，孔烨，李智，
申请(专利权)人：河南省肿瘤医院，
类型：发明
国别省市：