弹簧驱动定时取样装置及使用方法与流程

[0001]
本发明涉及医疗用具技术领域，具体为一种弹簧驱动定时取样装置及使用方法。


背景技术：

[0002]
医疗用具指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品，包括所需要的计算机软件；其效用主要通过物理等方式获得，不是通过药理学、免疫学或者代谢的方式获得，或者虽然有这些方式参与但是只起辅助作用；胃肠道菌群是当前研究的热点领域，在对其取样的时候，就需要使用到一种取样装置和合适的使用方法进行取样。
[0003]
传统的粪便取样、胃镜取样、肠镜取样，显然不能满足要求，尤其是对空肠回肠难以每隔一米左右取样一个，而且取样成本、精准度都不能适应大规模研究的需要，再有广泛的低成本的取样可以使取样液用于肠道功能、内分泌、免疫、肿瘤早筛等领域，具有很大的使用空间；为此，我们提出了一种弹簧驱动定时取样装置及使用方法，用以解决现有胃肠道菌群取样装置精度不够和成本过高的问题。


技术实现要素：

[0004]
(一)解决的技术问题
[0005]
针对现有技术的不足，本发明提供了一种弹簧驱动定时取样装置及使用方法，具备精度高和成本低的优点，解决了上述背景技术中提到的现有胃肠道菌群取样装置精度不够和成本过高的问题。
[0006]
(二)技术方案
[0007]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种弹簧驱动定时取样装置及使用方法，包括取样柱，所述取样柱的顶部固定连接外层取样柱，且所述外层取样柱的内部设置有内层取样扇面，所述外层取样柱的右侧开设有取样口，所述取样柱的内底壁活动连接有弹簧驱动装置，所述外层取样柱的底部固定连接有吸胀鞘柱，所述内层取样扇面的底部设置有吸水纤维，所述吸胀鞘柱的外部粘连有不透水膜。
[0008]
所述弹簧驱动装置包括转杆，所述转杆的顶部搭接有上弦钮，且所述上弦钮的顶部设置有转轴，所述转轴的外表面固定连接有转臂。
[0009]
优选的，所述取样柱的底部开设有转动孔，且转动孔的孔壁与转杆的外表面转动连接。
[0010]
优选的，所述内层取样扇面固定连接有内层转动取样柱，且内层转动取样柱的外表面与外层取样柱的内壁滑动连接。
[0011]
优选的，所述吸胀鞘柱的数量为若干个，且所述吸胀鞘柱的内部固定连接有吸胀柱。
[0012]
优选的，所述吸水纤维的底部与吸胀鞘柱的顶部相搭接，且所述吸胀鞘柱的正面与转臂的背面相搭接。
[0013]
优选的，所述不透水膜的顶部开设有粘连孔，且粘连孔的内部与吸胀柱的外表面相粘连。
[0014]
一种弹簧驱动定时取样装置的弹簧驱动装置，所述弹簧驱动装置包括转杆，所述转杆的顶部搭接有上弦钮，且所述上弦钮的顶部设置有转轴，所述转轴的外表面固定连接有转臂，且所述弹簧驱动装置的内部固定连接有涡卷弹簧。
[0015]
一种弹簧驱动定时取样装置的使用方法，包括以下步骤：
[0016]
第一步，通过转动转杆对涡卷弹簧进行上弦，将转臂与吸胀鞘柱之间相卡住，使得取样装置在对胃肠道菌群进行取样时从第一取样扇区进行取样，在上弦后通过弹性橡胶将取样柱底部的转动孔进行封闭。
[0017]
第二步，将取样柱服用到肠胃道内部，接着将胃肠道样品从取样口流入到内层取样扇区，在扇区内取样成功后，胃肠液体通过吸水纤维流入到吸胀鞘柱，其中吸胀柱吸水膨胀变软，阻力减小，转轴转动一个扇区，到下一个扇区的吸胀鞘柱处被阻挡；取样口就对着下一个扇区，胃肠内物质进入下一个扇区，水分再次被吸收进入吸胀鞘柱，吸胀鞘柱软化后转轴再次运动到下一个扇区，如此不断取样。
[0018]
第三步，直到内层取样扇区转动到最后一个扇区后，内层取样柱的最后一个扇区既可以将取样口直接封闭，也可以加入溶胀物质，不断更新取样；从而完成顺序取样的过程，同时通过控制吸胀鞘柱吸水软化速度来控制每个扇区相同或不同的取样时间；实现精准取样。
[0019]
一种弹簧驱动定时取样装置的吸胀鞘柱的制备方法，包括以下步骤：
[0020]
第一步，用亲水性高分子材料配合一定比例的疏水材料，溶解于水中，混匀后干燥，得到后吸胀鞘柱的吸胀柱，鞘膜用疏水材料比如聚乙烯薄膜密封，顶端做一个直径为0.1-2mm的针刺出小孔，从而对吸胀鞘柱的吸胀柱部位进行制备；
[0021]
第二步，通过聚烯烃类、聚氟化物类、聚酯类等不亲水材质对不透水膜进行制备。
[0022]
一种弹簧驱动定时取样装置的吸胀柱的制备方法为：
[0023]
吸胀柱由亲水性物质包括但不限于纤维素类、蛋白质、淀粉、琼脂糖、丙烯酸树脂类、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、羊毛脂、琼脂、聚氧化乙烯、卡波树脂、聚氨酯、改性聚脲、聚乳酸、低分子聚乙烯蜡、氨基醇络合型钛酸酯这些物质，由它们一种组成或它们两种、多种不同组分组成的共聚物，另加用一定量的疏水性的材料，比如聚烯烃类、聚氟化物类、聚酯类、橡胶类等，按1-50％掺和到亲水性高聚物中，组成复合共聚物。
[0024]
与现有技术相比，本发明提供了一种弹簧驱动定时取样装置及使用方法，具备以下有益效果：
[0025]
1、该弹簧驱动定时取样装置及使用方法，通过设置有外层取样柱、内层取样扇面和取样口等装置，具体为在将上好弦的取样柱服用后，通过胃液与肠液的流入，可以使得内层取样扇面围成的取样扇区获取取样液体，接着通过吸水纤维将胃液中的水分吸取到吸胀鞘柱的内部，使得吸胀鞘柱开始软化，从而减小对转臂的阻力，接着将带动内层取样扇区柱进行转动，从而可以通过控制吸胀鞘柱吸水软化速度来控制取样时间，实现精准取样的目的，解决了上述背景技术中提到的现有胃肠道菌群取样装置精度不够的问题。
[0026]
2、该弹簧驱动定时取样装置及使用方法，通过设置有涡卷弹簧、转轴和转臂等装
置，具体为通过对涡卷弹簧进行上弦可以将转动转杆的动能转化为弹簧的弹性势能，接着在取样柱落到肠胃内部时，通过涡卷弹簧为取样装置提供动力以完成对胃肠道菌群的取样操作，从而可以通过低成本的装置机构实现对胃肠道菌群取样的目的，达到降低成本的目的。
[0027]
3、该弹簧驱动定时取样装置及使用方法，通过取样口的表面密封不同ph值可溶解的密封膜，可以在取样柱进入到胃肠道时，通过内部不同ph值的消化液对密封膜进行腐蚀将取样口露出，从而通过特别制备的封闭膜可以在特定的部位进行取样，达到定位取样的目的。
附图说明
[0028]
图1为本发明结构正面剖视图；
[0029]
图2为本发明外层取样柱结构俯视图；
[0030]
图3为本发明吸胀鞘柱结构示意图；
[0031]
图4为本发明弹簧驱动装置结构立体图。
[0032]
其中：1、取样柱；2、外层取样柱；3、内层取样扇面；4、取样口；5、弹簧驱动装置；501、转杆；502、上弦钮；503、转轴；504、转臂；6、吸胀鞘柱；7、吸水纤维；8、不透水膜。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
实施例一
[0035]
本实施例是一种弹簧驱动定时取样装置及使用方法的实施例
[0036]
请参阅图1-4，一种弹簧驱动定时取样装置及使用方法，包括取样柱1，取样柱1的顶部固定连接外层取样柱2，且外层取样柱2的内部设置有内层取样扇面3，外层取样柱2的右侧开设有取样口4，取样柱1的内底壁活动连接有弹簧驱动装置5，外层取样柱2的底部固定连接有吸胀鞘柱6，内层取样扇面3的底部设置有吸水纤维7，吸胀鞘柱6的外部粘连有不透水膜8。
[0037]
通过上述技术方案，外层取样柱2的内部转动连接有内层扇区取样柱，且内层扇区取样柱的内部封闭有多个内层取样扇面3，可以对不同取样区之间进行封闭，避免取样液相互渗透导致收集数据无效，同时在外层取样柱2的右侧开设的取样口4的表面密封有特制密封膜，可以抵挡常规消化液腐蚀，在合适的预设部位即胃部和肠道某处被溶解，从而使得取样柱1开始工作。
[0038]
同时内层取样柱1链接与涡卷弹簧转轴503上，内层取样扇区会随轴转动；扇区可以有2-24个，或更多，每个扇区下端有穿过扇区下截面的1-2个吸胀鞘柱6。
[0039]
转速控制装置由转臂504和吸胀鞘柱6构成，吸胀鞘柱6由不透水膜8，吸胀柱和吸水纤维7构成，扇区内取样成功后，胃肠液体通过吸水纤维7进入吸胀鞘柱6，其中吸胀柱吸水膨胀变软，阻力减小，转轴503转动一个扇区，到下一个扇区的吸胀鞘柱处被阻挡；取样口
4就对着下一个扇区，胃肠内物质进入下一个扇区，水分再次被吸收进入吸胀鞘柱6；吸胀鞘柱6软化后转轴503再次运动到下一个扇区，如此不断取样，直到最后一个扇区，最后一个扇区既可以直接封住取样口4，也可以加入溶胀物质，不断更新取样；从而实现顺序取样，通过控制吸胀鞘柱吸水软化速度来控制取样时间，可以控制每个扇区相同或不同的取样时间，实现精准取样。
[0040]
取样柱1由外层取样体、内层取样体构成，外层取样体有取样口4，由可在胃肠内不同ph下降解的膜密封，比如可在胃内ph2-5溶解的明胶，可在肠内ph6-8溶解的丙烯酸树脂、邻苯二甲酸醋酸纤维素羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯聚乙烯醇酞酸酯(pvap)、醋酸纤维素苯三酸酯(cat)、丙烯酸树脂eus100、eu1100等，外层不动。
[0041]
弹簧驱动装置5包括转杆501，转杆501的顶部搭接有上弦钮502，且上弦钮502的顶部设置有转轴503，转轴503的外表面固定连接有转臂504。
[0042]
通过上述技术方案，在取样柱1的内底壁转动连接有弹簧驱动装置5，通过转动转杆501可以对弹簧驱动装置5进行蓄能，从而通过弹簧驱动装置5为整个取样柱1在取样处取样提供动力来源。
[0043]
具体的，如图1所示，取样柱1的底部开设有转动孔，且转动孔的孔壁与转杆501的外表面转动连接。
[0044]
通过上述技术方案，可以通过转动转杆501带动上弦钮502开始转动，从而为涡卷弹簧进行蓄能，为取样柱1在进行取样的时候提供动能。
[0045]
具体的，如图1所示，内层取样扇面3固定连接有内层转动取样柱，且内层转动取样柱的外表面与外层取样柱2的内壁滑动连接。
[0046]
通过上述技术方案，内层转动取样柱与外层取样柱2之间进行转动，从而可以使得在吸胀鞘柱6阻挡转臂504的同时，不影响内层转动取样柱的转动，从而可以确保内层取样扇区进行取样的时候进行分区取样。
[0047]
具体的，如图1和图3所示，吸胀鞘柱6的数量为若干个，且吸胀鞘柱6的内部固定连接有吸胀柱。
[0048]
通过上述技术方案，吸胀柱从吸水纤维7进行吸取水分，接着将吸胀鞘柱6进行膨胀，从而使得吸胀鞘柱6变软，使得转轴503可以继续转动，从而可以带动内层转动取样柱开始转动。
[0049]
具体的，如图3所示，吸水纤维7的底部与吸胀鞘柱6的顶部相搭接，且吸胀鞘柱6的正面与转臂504的背面相搭接。
[0050]
具体的，如图3所示，不透水膜8的顶部开设有粘连孔，且粘连孔的内部与吸胀柱的外表面相粘连。
[0051]
通过上述技术方案，不透水膜8可以避免水分从吸胀柱顶部以外的部位吸水，从而为实现控制吸胀鞘柱6的软化速度控制转轴503转动提供密封环境。
[0052]
在使用时，工作人员通过旋转转杆501带动上弦钮502开始转动，接着将转杆501取出，同时将弹性橡胶塞到取样柱1底部开设的转动孔内，从而使得转臂504与吸胀鞘柱6相互卡住，然后将取样柱1让取样人员服下，通过胃液与肠液将密封膜进行溶解，从而在取样人员肠胃处打开取样口4对肠胃菌群进行取样，完成对取样装置取样的操作。
[0053]
实施例二
[0054]
本实施例是一种弹簧驱动定时取样装置的弹簧驱动装置的实施例。
[0055]
一种弹簧驱动定时取样装置的弹簧驱动装置5，弹簧驱动装置5包括转杆501，转杆501的顶部搭接有上弦钮502，且上弦钮502的顶部设置有转轴503，转轴503的外表面固定连接有转臂504，且弹簧驱动装置5的内部固定连接有涡卷弹簧。
[0056]
通过上述技术方案，在取样柱1的内底壁转动连接有弹簧驱动装置5，弹簧驱动装置5内部固定连接的涡卷弹簧，可以将转杆501的转动动能转化为弹簧的弹性势能，从而通过弹簧驱动装置5为整个取样柱1在取样处取样提供动力来源。
[0057]
实施例三
[0058]
本实施例是一种弹簧驱动定时取样装置的使用方法的实施例。
[0059]
一种弹簧驱动定时取样装置的使用方法，包括以下步骤：
[0060]
第一步，通过转动转杆501对涡卷弹簧进行上弦，将转臂504与吸胀鞘柱6之间相卡住，使得取样装置在对胃肠道菌群进行取样时从第一取样扇区进行取样，在上弦后通过弹性橡胶将取样柱1底部的转动孔进行封闭。
[0061]
第二步，将取样柱1服用到肠胃道内部，接着将胃肠道样品从取样口4流入到内层取样扇区，在扇区内取样成功后，胃肠液体通过吸水纤维7流入到吸胀鞘柱6，其中吸胀柱吸水膨胀变软，阻力减小，转轴503转动一个扇区，到下一个扇区的吸胀鞘柱6处被阻挡；取样口4就对着下一个扇区，胃肠内物质进入下一个扇区，水分再次被吸收进入吸胀鞘柱6，吸胀鞘柱6软化后转轴503再次运动到下一个扇区，如此不断取样。
[0062]
第三步，直到内层取样扇区转动到最后一个扇区后，内层取样柱的最后一个扇区既可以将取样口4直接封闭，也可以加入溶胀物质，不断更新取样；从而完成顺序取样的过程，同时通过控制吸胀鞘柱6吸水软化速度来控制每个扇区相同或不同的取样时间；实现精准取样。
[0063]
实施例四
[0064]
本实施例是一种弹簧驱动定时取样装置的使用方法的实施例。
[0065]
一种弹簧驱动定时取样装置的吸胀鞘柱的制备方法，包括以下步骤：
[0066]
第一步，用亲水性高分子材料配合一定比例的疏水材料，溶解于水中，混匀后干燥，得到后吸胀鞘柱6的吸胀柱，鞘膜用疏水材料比如聚乙烯薄膜密封，顶端做一个直径为0.1-2mm的针刺出小孔，从而对吸胀鞘柱6的吸胀柱部位进行制备；
[0067]
第二步，通过聚烯烃类、聚氟化物类、聚酯类等不亲水材质对不透水膜8进行制备。
[0068]
通过上述技术方案，吸胀鞘柱6的吸胀柱的具体制备方法为：用10％纤维素+30％黄原胶+60％明胶，共0.1g，溶解于0.2g水中，混匀后干燥，得到后吸胀鞘柱6的吸胀柱；吸胀鞘柱6的鞘膜用聚乙烯薄膜制作、密封，顶端做一个直径为0.1mm的针刺出1个小孔。吸胀鞘柱6可以阻挡0.5n的剪切力，涡卷弹簧转矩0.1nmm，吸胀鞘柱6可以阻止前进，当扇区吸入人工肠液后，30分钟后，吸胀鞘柱6变软，小于阻力，转动到下一个扇区；下一个扇区的吸胀柱淀粉共0.2g，溶解于0.4g水中，混匀后干燥制的，鞘膜用聚乙烯薄膜制作，顶端做一个直径为0.1mm的针刺出2个小孔。当150分钟后吸胀鞘柱6软化，弹簧推动转臂到下一个吸胀鞘柱6停下。如此继续。
[0069]
在上述取样装置进行装置调试的过程中需要制备人工肠液，将吸胀鞘柱6放入到它们其中进行模拟取样测试，人工肠液的具体制备方法如下：
[0070]
人工肠液的制备按文献方法，取磷酸二氢钾6.8g，加水500ml，摇匀使其溶解，用0.1mol/l氢氧化钠溶液调ph至6.8；另称取胰蛋白酶10g，加适量水溶解；将上述两种溶液混合后，再加水稀释并定容至1000ml，即得人工肠液。
[0071]
实施例五
[0072]
本实施例是一种弹簧驱动定时取样装置的吸胀柱的制备方法的实施例。
[0073]
弹簧驱动定时取样装置的吸胀柱的制备方法为：
[0074]
不透水膜8由如聚烯烃类、聚氟化物类、聚酯类等构成，吸胀柱由亲水性物质包括但不限于纤维素类、蛋白质、淀粉、琼脂糖、丙烯酸树脂类、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、羊毛脂、琼脂、聚氧化乙烯、卡波树脂、聚氨酯、改性聚脲、聚乳酸、低分子聚乙烯蜡、氨基醇络合型钛酸酯这些物质，由它们一种组成或它们两种、多种不同组分组成的共聚物，另加用一定量的疏水性的材料，比如聚烯烃类、聚氟化物类、聚酯类、橡胶类等，按1-50％掺和到亲水性高聚物中，组成复合共聚物。
[0075]
通过上述技术方案，吸胀柱的具体制备方法为：用一种亲水物质或多种混合，(比如10％淀粉+90％瓜尔胶)0.01-0.5g溶解于0.01-0.5g水中，混匀后干燥，得到后吸胀鞘柱6的1个吸胀柱，通常制作2-12个；同时鞘膜用疏水材料比如聚乙烯薄膜密封，顶端做一个直径为(0.1-2mm)的针刺出(1-5个)小孔，吸胀鞘柱6可以阻挡0.1-30n的剪切力，涡卷弹簧转矩0.1-60nmm，吸胀鞘柱6可以阻止前进，当扇区吸入肠液后，不同吸胀鞘柱6经过10-200分钟吸液膨胀后，吸胀鞘柱6变软，小于阻力后，开始转动；到下一个吸胀鞘柱6处被绊住停下，其对应的取样扇区开始取样，胃肠液进入扇区，同时开始被下一个吸胀鞘柱6的吸水纤维7吸收，并进入吸胀鞘柱6，吸胀鞘柱6过10-200分钟吸液膨胀后，变软，小于阻力后，开始转动。如此继续。
[0076]
在上述取样装置进行装置调试的过程中需要制备人工胃液和人工肠液，将吸胀鞘柱6放入到它们其中进行模拟取样测试，人工胃液和人工肠液的具体制备方法如下：
[0077]
人工胃液的制备按文献方法，取稀盐酸16.4ml，加水800ml、胃蛋白酶10g，摇匀使其溶解，用0.1mol/l盐酸溶液调ph至1.3，再加水稀释并定容至1000ml，即得人工胃液。
[0078]
人工肠液的制备按文献方法，取磷酸二氢钾6.8g，加水500ml，摇匀使其溶解，用0.1mol/l氢氧化钠溶液调ph至6.8；另称取胰蛋白酶10g，加适量水溶解；将上述两种溶液混合后，再加水稀释并定容至1000ml，即得人工肠液。
[0079]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。