胃肠取样胶囊制造技术

公开了非创伤性胃肠道(GI)取样的被动装置。在一些实施方案中，装置包含含有吸收取样水凝胶的胶囊壳体。胶囊可以由患者摄取，随后通过胃肠道。一旦胶囊到达胃肠道所需位置，胃肠道流体可以通过胶囊的取样孔流入胶囊。流体可以由取样水凝胶吸收并且储存在取样水凝胶内用于随后的分析，并且流体的吸收可以引起取样水凝胶在胶囊内膨胀。胶囊还可以包含位于取样水凝胶和取样孔之间的密封构件，并且取样水凝胶膨胀可以将密封构件压向取样孔，以密封胶囊。囊。囊。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】胃肠取样胶囊
[0001]领域
[0002]公开的实施方案涉及非创伤性胃肠道取样胶囊。
[0003]背景
[0004]许多研究发现，肠道微生物群在主导人类健康的病理生理学中起着重要作用。许多研究已经确定了肠道微生物群对人体代谢、营养摄取、口服施用疗法的疗效以及免疫和神经系统功能的影响。例如，许多研究已发现微生物群失衡(菌群失调)与多种疾病(包括糖尿病、肥胖和代谢综合征)之间存在相关性；这些疾病影响了美国约3000万人。类似地，最近关于肠道细菌可能影响神经系统发育和维持的可能途径的观点表明，肠道微生物群组成与精神神经病学障碍(包括焦虑、抑郁、自闭症的菌群失调)调控之间的联系。
[0005]概述
[0006]在一个实施方案中，胃肠道被动取样装置包括包围囊腔的胶囊壳体，在胶囊壳体中形成并且提供囊腔和胶囊壳体外部之间的流体连通的取样孔，以及位于囊腔内的取样水凝胶。当暴露于样品流体时，将取样水凝胶构造为吸收样品流体，在囊腔内膨胀，并且储存样品流体，用于随后的分析。该装置还包含位于取样水凝胶和取样孔之间的囊腔内的密封构件。取样水凝胶在囊腔内膨胀，将密封构件按压至与取样孔紧密接合，以密封囊腔。
[0007]在另一个实施方案中，用于患者胃肠道被动取样的方法包括被患者施用可摄取装置。可摄取装置包含包围囊腔的胶囊壳体、在胶囊壳体中形成并且提供囊腔和胶囊壳体外部之间的流体连通的取样孔，位于囊腔内的取样水凝胶，以及位于取样水凝胶和取样孔之间的囊腔内的密封构件。该方法还包括将取样水凝胶暴露于患者胃肠道内的样品流体，将样品流体吸收至取样水凝胶中，通过吸收样品流体使囊腔内的取样水凝胶膨胀，并且通过取样水凝胶膨胀将密封构件按压至与取样孔紧密接合来密封囊腔。该方法还包括在装置通过患者的胃肠道后取回装置，以及在取回装置后从取样水凝胶取回样品流体。
[0008]在另一个实施方案中，胃肠道被动取样装置包括包围囊腔的胶囊壳体和在胶囊壳体中形成并且提供囊腔和胶囊壳体外部之间的流体连通的取样孔。溶液浇铸的(casted)肠溶包衣覆盖取样孔，并且肠溶包衣降解暴露取样孔，以允许流入囊腔。
[0009]在另一个实施方案中，制备胃肠道被动取样装置的方法包括提供具有囊腔和取样孔的胶囊壳体，取样孔提供囊腔和胶囊壳体外部的流体连通。该方法还包括利用溶液浇铸技术在取样孔上方形成肠溶包衣，以覆盖取样孔。
[0010]应当理解，前述概念和下文讨论的其它概念可以以任何适合的组合来安排，因为本公开内容在这方面不受限制。此外，当结合附图考虑时，从下述多种非限制性实施方案的详细描述中，本公开内容的其它优点和新颖特征将变得显而易见。
[0011]附图简述
[0012]附图并非按比例绘制。在附图中，各图中所示的每种相同或几乎相同的部件可以用相似的数字表示。为了清楚起见，并非每个部件都可以在每个图中标记。在附图中：
[0013]图1是根据一些实施方案，显示胶囊通过胃肠道的示意图；
[0014]图1A是图1的放大图，显示在胃肠道中第一个位置处的胶囊；
[0015]图1B是图1的另一个放大图，显示在胃肠道中第二个位置处的胶囊；
[0016]图2A是根据一些实施方案的胶囊的分解图；
[0017]图2B是根据一些实施方案的胶囊的分解图；
[0018]图3是根据一个实施方案的胶囊组件的照片；
[0019]图4是组装成胶囊的图3的组件的照片；
[0020]图5显示根据一个实施例的水凝胶溶胀试验的照片；
[0021]图6是显示根据一个实施例用不同AA/AM比例制备的水凝胶随时间的溶胀率的图；
[0022]图7显示根据一个实施例的水凝胶膨胀力试验的照片；
[0023]图8是显示根据一个实施例的水凝胶溶胀期间产生的力分布的图；
[0024]图9显示根据一个实施例的接触角试验的照片；
[0025]图10是显示根据一个实施例，用于不同表面处理的接触角随时间变化的图；
[0026]图11是根据一个实施例的泄漏测试的示意图；
[0027]图12是显示图11泄漏测试中电导随时间变化的图；
[0028]图13是根据另一个实施例的泄漏测试的试验设置的示意图；
[0029]图14是图13的泄漏测试的UV光谱测量结果的图；
[0030]图15A是根据一个实施例，水凝胶在暴露于去离子水后的SEM图像；
[0031]图15B是显示图15A的SEM图像的放大视图的SEM图像；
[0032]图15C是根据一个实施例，暴露于TSB/PBS溶液后水凝胶的SEM图像；
[0033]图15B是显示图15D的SEM图像放大视图的SEM图像；
[0034]图16显示根据一个实施例的TSB/琼脂平板的照片，暴露于不同溶液的水凝胶和密封胶囊的CFU计数；
[0035]图17是显示图16的水凝胶的CFU/mL计数的条形图；
[0036]图18A是不同肠溶包衣聚合物在pH 1.2缓冲溶液中的染料释放图；
[0037]图18B是肠溶包衣聚合物在pH 3.0缓冲溶液中的染料释放图；
[0038]图18C是肠溶包衣聚合物在pH 6.8缓冲溶液中的染料释放图；
[0039]图19A是干燥水凝胶和溶胀4小时的水凝胶的照片；
[0040]图19B是显示水凝胶在pH 6.8和7.4缓冲溶液中随时间的溶胀率的图；
[0041]图19C是显示水凝胶随时间的延长图；
[0042]图19D是显示水凝胶接触PDMS膜时的压力分布图；
[0043]图20A是显示两个填充绿色荧光蛋白(GFP)和去离子水(DI)的微离心机和相应的水凝胶暴露于溶液2小时的照片；
[0044]图20B是显示暴露于去离子水的对照样品放大视图的图像；
[0045]图20C是显示暴露于GFP的样品放大视图的图像；
[0046]图20D是显示GFP随时间的提取分布图；
[0047]图21A是1:10稀释的测试环境浓度的UV
‑
Vis吸收图，吸光度峰值在562nm处；
[0048]图21B是显示牛血清白蛋白(BSA)标准曲线的图；
[0049]图21C是显示与测试环境浓度相比，2小时后提取的BSA浓度的图；
[0050]图21D是显示钙卫蛋白标准曲线的图；
[0051]图21E是显示与测试环境浓度相比，2小时后提取的钙卫蛋白浓度的图；
[0052]图22A是四个烧瓶的照片，其中含有多种pH缓冲溶液，用不同颜色的染料模拟沿胃肠道的pH变化，从左到右：唾液pH 7，胃pH 3，小肠pH 6.8，和结肠pH 7.4(去离子水)。
[0053]图22B是在胃中(pH 3缓冲溶液)2小时后取出并且打开的胶囊的照片；
[0054]图22C是在小肠(pH 6.8缓冲溶液)2小时后取出并且打开的胶囊的照片；
[0055]图22D是胶囊保留前后，pH 3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.胃肠道被动取样装置，该装置包含：包围囊腔的胶囊壳体；取样孔，其在胶囊壳体中形成并且提供囊腔和胶囊壳体外部之间的流体连通；取样水凝胶，其位于囊腔内，其中当暴露于样品流体时，将取样水凝胶构造为吸收样品流体，在囊腔内膨胀，并且储存样品流体，用于随后的分析；和密封构件，其位于取样水凝胶和取样孔之间的囊腔内，其中取样水凝胶在囊腔内膨胀，将密封构件按压至与取样孔密切接合，以密封囊腔。2.权利要求1的装置，其还包含覆盖取样孔的生物可降解包衣，其中生物可降解包衣降解暴露取样孔，以允许流体流入囊腔。3.权利要求2的装置，其中生物可降解包衣是构造为在胃肠道中的预定位置降解的肠溶包衣。4.权利要求1的装置，其中胶囊壳体包含亲水包衣。5.权利要求4的装置，其中亲水包衣是通过将胶囊壳体暴露于等离子体处理，随后聚乙二醇处理而形成的。6.权利要求1的装置，其中取样水凝胶由丙烯酸和丙烯酰胺单体合成。7.权利要求6的装置，其中丙烯酸单体与丙烯酰胺单体的比例为约10％丙烯酸单体和约90％丙烯酰胺单体。8.权利要求1的装置，其中密封构件是至少部分气体可渗透的。9.权利要求8的装置，其中密封构件是聚二甲基硅氧烷膜。10.权利要求1的装置，其中胶囊壳体包含第一壳体部分和第二壳体部分，它们可移除地彼此连接，以形成胶囊壳体。11.权利要求10的装置，其中第一和第二壳体部分通过螺旋接口彼此连接。12.权利要求10的装置，其中取样孔在第一壳体部分形成。13.权利要求1的装置，其中将取样水凝胶构建和布置，以在密封胶囊后，保持样品流体中存在的活细菌存活至少1小时。14.权利要求13的装置，其中将取样水凝胶构建和布置，以在密封胶囊后，保持样品流体中存在的活细菌存活至多24小时。15.权利要求1的装置，其中取样水凝胶是胶囊壳体内构造为吸收样品流体的仅有组件。16.用于患者胃肠道被动取样的方法，该方法包括：给患者施用可摄取装置，其包含：包围囊腔的胶囊壳体，取样孔，其在胶囊壳体中形成并且提供囊腔与胶囊壳体外部之间的流体连通，位于囊腔内的取样水凝胶，和位于取样水凝胶和取样孔之间的囊腔内的密封构件；将取样水凝胶暴露于患者胃肠道内的样品流体；将样品流体吸收到取样水凝胶中；通过吸收样品流体使囊腔内的取样水凝胶膨胀；通过取样水凝胶膨胀将密封构件按压至与取样孔紧密接合来密封囊腔；
在装置通过患者胃肠道后取出装置；和在取出装置后从取样水凝胶取出样品流体。17.权利要求15的方法，其还包括从取样水凝胶取出样品流体后，分析样品流体。18....

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：伊莱利利公司，
类型：发明
国别省市：