肠道微生物采集胶囊的制作方法

本发明涉及专用于医学或医药目的的容器，更具体地是一种肠道微生物采集胶囊及采集系统。

背景技术：

在过去一个世纪以来，对胃肠道微生物生态的研究一直在稳步进行，但进展较为缓慢。近期研究结果表明，肠道微生物与包括IBD，肥胖和营养不良等在内的多种疾病都有关联性。但针对大面积健康人群的肠道微生物样本的全面研究少之又少。一个原因是全面采集健康人群肠道微生物样本极为困难，有理论提出“健康”的个体必然拥有一个稳定的肠道微生物生态平衡，然而个体之间的生态也有显著的差异。因此，目前缺少一个对“正常”或“健康”的肠道微生物生态的定义，这也是目前相关科研的一个主要方向。阻碍胃肠道微生物研究的另一个重要原因是缺乏一种简易、全面和有效的采集肠道微生物样本的标准方法。

现有的三种采集胃肠道微生物样本的方法：第一种，也是最常见的一种，是粪便采集与分析。粪便分析常用于感染性胃肠炎的诊断，粪便分析在这一应用上效果较好。然而，粪便分析在研究或诊断其他疾病的应用中，由于存在样本的采集、储存和处理过程中的差异，使得其对分析结果如微生物组成和丰度有显著影响。一个理想的标本是通过简易且标准化的采集方法获得的，而且其过程中并无对微生物样本的破坏。然而现实中，粪便样本通常是由病人在家采集，这会导致对样本的潜在影响，从而阻挠了微生物样本分析在临床当中的应用。另一方面，粪便分析的研究结果只是对结肠和直肠内的微生物样本具有代表性，人们无法通过粪便分析获取每个实验对象胃肠道各区段的微生物组成和丰度的差异。

第二种方法是采用直肠拭子（rectal swabbing），将拭子（棉签）探入肛门约5公分，采集小样用于分析。相较肠镜，此方法较易被病人接受。此方法已被广泛用于一些直肠微生物的筛查，但其无法被广泛推广至肠道其他区段的样本采集。

第三种方法是通过内窥镜活检采集一小块胃肠道表皮样本。尽管此类方法标准化程度很高，但是其极高的侵入性使其无法被广泛应用于筛查和随访。特别值得提出的是，肠镜之前的清洁灌肠步骤会影响肠道内微生物的数量和多元化结构。其结果为，所采集的表皮上的微生物样本的代表性仍存有较大疑问。此外，胃镜及肠镜都有其距离限制，从任何一侧皆无法采集到小肠表皮标本。

综上所述，现有针对特定属性人群的肠道微生物生态样本采集方法皆有较大的局限性，无法被广泛推广于大面积健康人群。所以，针对大面积健康人群的高效且标准化的微生物样本采集可以促进临床研究，用于建立一套人类肠道微生物分布图谱，这也必是将肠道菌群应用于临床诊断的一个先决条件。

技术实现要素：

本发明为了解决现有的肠道微生物生态样本采集方法均具有局限性，不能应用于大面积健康人群的问题，所提出一种肠道微生物采集胶囊及采集系统。

本发明是按照以下技术方案实现的。

一种肠道微生物采集胶囊，包括胶囊壁以及胶囊壁内形成的胶囊腔，在所述胶囊壁上形成有贯穿胶囊壁的液体流动通道，液体流动通道内设置有第一肠溶组件以封闭液体流动通道；所述胶囊腔内垂直于胶囊长度方向设置有一侧带有线拴的活塞，活塞设置在液体流动通道的下方；所述活塞连接线拴的一侧与胶囊内壁之间设置有弹簧；限位线首尾相接呈封闭环形，其一端缠绕于线拴上，另一端穿过弹簧及胶囊壁并固定在位于胶囊壁外的与胶囊壁一端部紧密相连的第二肠溶组件内。

所述液体流动通道上方的胶囊壁向内增厚并形成凸台。

活塞向上运动封闭液体流动通道并限位于凸台处。

所述胶囊壁上设置有1个液体流动通道。

所述胶囊壁上设置有2个以上的液体流动通道，且所有的液体流动通道处于胶囊的同一横截面上。

所述第二肠溶组件的溶化速率慢于第一肠溶组件的溶化速率。

一种肠道微生物采集系统，包括1个以上上述肠道微生物采集胶囊，优选地，包括5个肠道微生物采集胶囊。

本发明获得了如下有益效果。

本发明设计简洁，胶囊内无任何电子元器件，无体外遥控即可实现在抵达胃肠道特定的某个位置后自动完成肠液样本采集及样本隔离，无痛无创，极易被使用者接受；本发明可采集延伸至小肠远端和大肠近端那些内镜无法到达区段的样本；采集肠液样本后，液体流动通道被完全封闭无法与外界环境接触，保证样本不被污染；采集到的肠液样本经由胶囊排出体外，不会造成肠梗阻，安全性强；采集到的胶囊内的肠液用于分析其构成，其结果可广泛用于与肠道微生物相关的基础研究和临床诊断及治疗，以及建立一套完整的人类肠道微生物分布图谱。

附图说明

图1为本发明外部结构示意图；

图2为本发明收集肠液前内部结构示意图；

图3为本发明收集肠液后内部结构示意图。

其中：1.胶囊腔；2.液体流动通道；

3.第一肠溶组件；4.弹簧；

5.第二肠溶组件；6.活塞；

7.胶囊壁；8.限位线；

9.线拴。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

如图1-3所示，一种肠道微生物采集胶囊，包括胶囊壁7以及胶囊壁7内形成的胶囊腔1，在所述胶囊壁7上形成有贯穿胶囊壁7的液体流动通道2，液体流动通道2内设置有第一肠溶组件3以封闭液体流动通道2；所述胶囊腔1内垂直于胶囊长度方向设置有一侧带有线拴9的活塞6，活塞6设置在液体流动通道2的下方；所述活塞6连接线拴9的一侧与胶囊内壁之间设置有弹簧4；限位线8首尾相接呈封闭环形，其一端缠绕于线拴9上，另一端穿过弹簧4及胶囊壁7并固定在位于胶囊壁7外的与胶囊壁7一端部紧密相连的第二肠溶组件5内。

所述液体流动通道2上方的胶囊壁7向内增厚并形成凸台。

活塞6向上运动封闭液体流动通道2并限位于凸台处。

所述胶囊壁7上设置有1个液体流动通道2。

所述胶囊壁7上设置有2个以上的液体流动通道2，且所有的液体流动通道2处于胶囊的同一横截面上。

所述第二肠溶组件5的溶化速率慢于第一肠溶组件3的溶化速率。

第一肠溶组件3和第二肠溶组件5的材料加入了特殊的药用高分子材料（醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯）或经特殊处理，使其在胃液中不溶解，仅在肠液中崩解溶化。

第一肠溶组件3和第二肠溶组件5可通过控制其溶解属性来精确控制其在胃肠道内完全溶解的位置。

根据临床胶囊内镜运转时间统计出胶囊到达各肠道部位所需时间，见表1。

为收取十二指肠，空肠，回肠，盲肠，结肠5处肠液来分析该处肠道中的微生物，本肠道微生物采集系统共包括五粒胶囊，分别为十二指肠胶囊，空肠胶囊，回肠胶囊，盲肠胶囊，结肠胶囊。

醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯为肠溶性材料，其分解时间受材料厚度，黏度和肠道PH值影响。

根据实验得出在不同部位肠道所需醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯材料的厚度不同，见表2。

使用者口服本发明，第一肠溶组件3在胶囊通过口腔，食管和胃腔时不发生结构改变，进而保持液体流动通道2的完全封闭，使胶囊腔1与所经过的上述器官内腔表面的体液隔离，防止上述器官内腔表面的体液流入胶囊腔1中。当胶囊到达肠道特定的某个位置后，第一肠溶组件3完全溶解，液体流动通道2打开，允许肠液在外力（如重力，液体张力，胃肠道动力等）作用下穿过液体流动通道2流入胶囊腔1中。

第二肠溶组件5在未到达肠道特定的某个位置前不完全溶解，其结构产生的阻力可固定弹簧4，使其保持压缩状态；到达肠道特定的某个位置后，第二肠溶组件5完全溶解，其结构变化导致固定弹簧4的阻力变小，弹簧4释放的弹力作用于活塞6，改变活塞6在胶囊内的位置。由于第二肠溶组件5的溶解速率小于第一肠溶组件3，肠液在进入胶囊腔1内一定时间后，活塞6对液体流动通道2进行完全封闭，完成采集过程。最后，本发明的胶囊被排出体外，其内肠液用于各种检测。