一种膀胱细菌生物膜动态孵育系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种膀胱细菌生物膜动态孵育系统及其使用方法，该膀胱细菌生物膜动态孵育系统包括：储尿器、蠕动泵、孵育盒、孵育箱、集尿器、连接管，连接管将储尿器、蠕动泵、孵育盒、集尿器依次连接，孵育盒左端设置进液孔，右端设置出液孔，蠕动泵设置前蠕动泵与后蠕动泵，前蠕动泵进液口通过连接管与储尿器连接，前蠕动泵出液口通过连接管与孵育盒进液孔连接，孵育盒第一出液孔组与第一集尿器连接，孵育盒第二出液孔组与后蠕动泵连接后，后蠕动泵再与第二集尿器连接，孵育箱将储尿器、前蠕动泵、孵育盒容纳在内，使用该系统可行膀胱细菌生物膜动态培养并进行模拟实验，能够为膀胱细菌提供更加真实的生长环境，为医学研究提供更加可靠的信息。信息。信息。

【技术实现步骤摘要】
一种膀胱细菌生物膜动态孵育系统及其使用方法


[0001]本专利技术属于细菌生物膜孵育
，具体涉及一种膀胱细菌生物膜动态孵育系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]细菌生物膜(Bacteria lbiofilm，BF)是细菌为了生存，于介质表面以群体的方式包埋于胞外多聚物(extraceUular polymeric substances，EPS)组成的基质网中，为自己构建了一个功能性的“保护伞系统”。BF由胞外多聚物、细菌(膜内细菌或生物膜细菌)和水分三部分组成。胞外多聚物是维系其结构和功能的基础，由细菌分泌的多糖蛋白复合物、细菌代谢产物和吸附周围环境物质等组成。
[0003]医用生物材料表面BF形成是导尿管相关性尿路感染(Catheter associatedurinary tract infections,CAUTIs)致病关键和难治根源。全球每年接近1.5亿人受到导尿管感染的影响，CAUTIs是全世界范围内医院获得性感染最常见的类型之一，占全球所有医院感染的40％，占泌尿系感染的80％。CAUTIs以及由其引起的严重并发症(如尿源性脓毒血症)的发生率逐年增长，显著增加了患者死亡率、住院时间和医疗成本。全美用于治疗CAUTIs的花费超过4.51亿美元/年[8]，CAUTIs已经为全球医疗卫生保健机构带来了沉重负担。BF是引起CAUTIs致病和致耐药最为重要的原因，CAUTIs相关性BF致病机制和防治策略是近年来研究的热点和重点。
[0004]BF研究的首要条件是体外构建B F孵育模型。理想的BF孵育条件应该能够使细菌生长繁殖和BF发生的环境接近人体膀胱内尿流动态、复杂微环境。既往研究大多基于静态培养模型(如试管、多孔培养板等)，BF孵育环境属于流体静力学范畴，理论上受到的是静压力的影响；伴随着细菌和BF生长繁殖的能量消耗，培养基内的营养物质逐渐匮乏或分布不平衡，细菌代谢产物不断积累等均会严重影响细菌和BF的新陈代谢。较之静态培养，动态培养全过程营养配给均衡充足，细菌和BF生长代谢水平提高，BF可能对抗生素更具耐受性。此外，既往研究的干预措施相对单一，不能引入持续或变化的参数。不同的培养环境(如温度、压力、营养条件等)、培养基补充方式和更新时间周期、表面介质材料等均可能会影响BF的形态和功能。
[0005]之前的CAUTIs相关性BF研究大多基于静态培养模型或采用简单干预措施。然而对于人体膀胱内尿流动态又复杂的力学环境而言，上述研究方法无法真实地模拟膀胱内BF生长的动态微环境，从而最终影响实验结果的呈现和分析。
[0006]因此，本专利技术提供一种模拟人体膀胱生理或病理功能状态的膀胱细菌生物膜动态孵育系统及其使用方法。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种膀胱细菌生物膜动态孵育系统及其使用方法。
[0008]为了达到上述技术目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0009]一种膀胱细菌生物膜动态孵育系统，包括：储尿器、蠕动泵、孵育盒、孵育箱、集尿器、连接管；
[0010]所述连接管将储尿器、蠕动泵、孵育盒、集尿器依次连接；
[0011]所述孵育盒左端设置进液孔，右端设置出液孔；
[0012]所述蠕动泵设置前蠕动泵与后蠕动泵，前蠕动泵进液口通过连接管与储尿器连接，前蠕动泵出液口通过连接管与孵育盒进液孔连接，孵育盒第一出液孔组与第一集尿器连接，孵育盒第二出液孔组与后蠕动泵连接后，后蠕动泵再与第二集尿器连接；
[0013]所述孵育箱将储尿器、前蠕动泵、孵育盒容纳在内。
[0014]优选的，所述孵育盒为定制孵育盒，其为长方体黑色加盖盒体，孵育盒内设置分隔板，并在分隔板上部开孔；孵育盒的进液孔距离孵育盒底部的距离大于孵育盒的出液孔距离孵育盒底部的距离；
[0015]优选的，所述进液孔与出液孔设置对应配合的穿板直通接头，穿板直通接头另一端与连接管连接，并在进液孔前与出液孔后设置三通接头连接连接管；
[0016]优选的，所述连接管设置为硅胶管。
[0017]本专利技术的另一目的在于提供一种膀胱细菌生物膜动态孵育系统的使用方法，其使用步骤包括：
[0018]S1：将系统的各组件消毒，顺序连接组合系统；
[0019]S2：触发前蠕动泵将尿液流入孵育盒；
[0020]S3：据时点触发后蠕动泵，将尿液流入第二集尿器，在进液孔与出液孔的高度差下，尿液自行流入第一集尿器。
[0021]优选的，所述S1中将孵育箱温度设置恒温37℃；
[0022]优选的，所述S2中储尿器中尿液500ml，且前蠕动泵持续性生成动力将尿液泵入孵育盒，尿液流速1.25～2ml/min；
[0023]优选的，所述S3中保持孵育盒中稳定容积490ml，后蠕动泵间歇性生成动力将尿液泵入第二集尿器，尿液流速5～30ml/s。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025](1)本专利技术定义了模块化的多参数体系，通过编程蠕动泵的工作过程和参数，实现复杂的仿生尿流应力流体输出，建立动态平稳的流体环境，能够更好地模拟尿液流动的状态，更加符合膀胱内尿流环境，能够为膀胱细菌提供更加真实的生长环境，为医学研究提供更加可靠的信息；
[0026](2)本专利技术不仅可以保证人工尿液作为连续介质产生连续的流动状态，而且还可以模拟出低流体剪切力条件，有利于浮游菌定殖和集聚于介质表面；
[0027](3)引入多种类干预措施模拟人体膀胱生理或病理功能状态：如昼夜日节律变量，肾脏生成和分泌尿液
‑
膀胱储存和排泄尿液参数，生理排尿(排尿通畅无残余尿)
‑
病理排尿(排尿梗阻伴残余尿)；
[0028](4)本专利技术的流量、流速均可调节，可以控制进入和排出系统的人工尿总量和速度，从而可以模拟昼多夜少的不同节律，生理状态的尿量增多或减少的状态(补充或缺乏水分)，可以模拟多尿或少尿的病理状态、排尿通畅或排尿困难的尿流状态，以及模拟持续感
染人工尿环境；
[0029](5)本专利技术的全部组件均属于低值耗材，拆装更换十分方便，并可反复消毒使用，全部材料安全可靠，无细胞毒性，十分符合模拟体外微生物实验条件。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1是本专利技术系统组件整体连接结构示意图；
[0032]图2是本专利技术孵育盒开启状态轴测示意图；
[0033]图3是本专利技术孵育盒左视结构示意图；
[0034]图4是本专利技术孵育盒右视结构示意图；
[0035]图5是本专利技术三通接头结构示意图；
[0036]图6是本专利技术穿板直通接头结构示意图；图7是本专利技术各组BF细菌活菌计数值；图8是本专利技术CLSM观本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.膀胱细菌生物膜动态孵育系统，其特征在于，包括：储尿器、蠕动泵、孵育盒、孵育箱、集尿器、连接管；所述连接管将储尿器、蠕动泵、孵育盒、集尿器依次连接；所述孵育盒左端设置进液孔，右端设置出液孔；所述蠕动泵设置前蠕动泵与后蠕动泵，前蠕动泵进液口通过连接管与储尿器连接，前蠕动泵出液口通过连接管与孵育盒进液孔连接，孵育盒第一出液孔组与第一集尿器连接，孵育盒第二出液孔组与后蠕动泵连接后，后蠕动泵再与第二集尿器连接；所述孵育箱将储尿器、前蠕动泵、孵育盒容纳在内。2.根据权利要求1所述膀胱细菌生物膜动态孵育系统，其特征在于，所述孵育盒为定制孵育盒，其为长方体黑色加盖盒体，孵育盒内设置分隔板，并在分隔板上部开孔；孵育盒的进液孔距离孵育盒底部的距离大于孵育盒的出液孔距离孵育盒底部的距离。3.根据权利要求1所述膀胱细菌生物膜动态孵育系统，其特征在于，所述进液孔与出液孔设置对应配合的穿板直通接头，穿板直通接头另一端与连接管连接，并在进液孔前与出液孔后设置三通接...

【专利技术属性】
技术研发人员：安宇，黄翔，刘竞，黄建林，黄润华，
申请(专利权)人：四川省医学科学院，
类型：发明
国别省市：