一种用于模拟静脉注射给药的体外装置

1.本实用新型涉及药学技术领域，特别是一种用于模拟静脉注射给药的体外装置。


背景技术：

2.传统给药方案的拟定一般都基于药物的消除半衰期和最大血药浓度等药动学参数，根据不同的血药浓度和相应的抗菌活性评估药物的疗效。从20世纪90年代开始，随着研究的不断深入，pk-pd模型开始广泛用于评估多种药物的抗菌效果。不同种类的抗菌药物可以根据其pk-pd抗菌特性划分为浓度依赖性药物、时间依赖性药物(短pae)和时间依赖性药物(长pae)。
3.研究抗菌药物pk-pd同步模型的方法包括体外、半体内和体内模型三种。与体内动物试验相比，体外模型能准确地监控药时过程、以较低的成本预测抗菌效果和通过对比不同的剂量方案灵活地模拟药物的代谢动力学过程。此外，体外模型研究还可消除种属差异对药动学和药效学的影响。在研究药物的处置过程、药效学及其相互作用时，由于去除了机体免疫功能对细菌的作用，观察到的抗菌效果会更加客观和准确。
4.现有技术缺乏一种用于模拟静脉注射给药的体外装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种用于模拟静脉注射给药的体外装置。
6.本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
7.一种用于模拟静脉注射给药的体外装置，包括依次相连接的新鲜培养基储存装置、体外反应效应装置和废液存放装置；
8.所述新鲜培养基储存装置通过第一管道向体外反应效应装置输送新鲜的培养基；
9.所述体外反应效应装置内设有滤菌装置，所述滤菌装置内的液体通过第三管道被输送至废液存放装置；所述体外反应效应装置上还设有第二管道，用于向体外反应效应装置内输送待测药物，或者用于获取体外反应效应装置内的反应液，所述反应液为细菌和待测药物的混合物；所述体外反应效应装置上还设有通气管道；
10.所述体外反应效应装置受温度控制系统控制，从而保证体外反应效应装置内细菌的生长温度；所述体外反应效应装置内底部还设有搅拌装置。
11.上述体外装置中，体外反应效应装置是体外pk-pd模型的核心部分，内有细菌、培养基、药物、细菌过滤装置和搅拌装置等，为药物与细菌直接作用的部位，体外反应效应装置置于温度控制系统中反应，以保证细菌的正常生长，滤菌装置用于防止体外反应效应装置的细菌随培养基的排出而流失，影响药效的评估。
12.优选的，为了营造无菌环境，避免外界细菌影响反应，所述新鲜培养基储存装置为封闭的环境，且装置上设有空气过滤器。
13.优选的，为了模拟药物的动态消除过程，本装置所述第一管道和第三管道上均设
有蠕动泵。更优选的，所述蠕动泵选自由电脑控制的精密流量型蠕动泵，其外部连接有控制器，从而可以保证根据药物的半衰期，计算每小时需要输送的培养基体积，由蠕动泵以恒定的流速连续不断地泵入体外反应效应装置。同时体外反应效应装置的滤菌装置内的液体被另一台精密流量型蠕动泵以相同的速率排至废液存放装置，以维持体外反应效应装置内培养基的体积的恒定。
14.优选的，所述第二管道上连有一次性注射器，通过一次性注射器，可以向体外反应效应装置内输送待测药物，或者抽取体外反应效应装置内的反应液。
15.优选的，所述通气管道上设有空气过滤器。以保证体外反应效应装置内部为无菌环境。
16.优选的，所述温度控制系统为恒温水浴锅，其中，体外反应效应装置置于恒温水浴锅中进行反应。
17.优选的，所述搅拌装置为磁力搅拌子，所述恒温水浴锅为磁力搅拌水浴锅。
18.本装置具体的温度控制系统是磁力搅拌水浴锅，体外反应效应装置置于磁力搅拌水浴锅中，体外反应效应装置内底部为磁力搅拌子，可以保证水浴过程中温度维持在35-37℃，以避免细菌的生长受到影响。
19.磁力搅拌子主要有三个方面的作用：1、磁力搅拌子的连续转动，能快速混合混匀新鲜的培养基和体外反应效应装置内的液体，使得体外反应效应装置内的药物浓度稳定下降，保证药物的线性消除。2、防止细菌沉底于体外反应效应装置底部，影响细菌的生长。3、磁力搅拌子搅拌形成的涡流可以冲刷滤菌装置的底部，以免细菌堵塞滤菌装置的滤膜。
20.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
21.一种用于模拟静脉注射给药的体外装置，包括依次相连接的新鲜培养基储存装置、体外反应效应装置和废液存放装置；所述新鲜培养基储存装置通过第一管道向体外反应效应装置输送新鲜的培养基；所述体外反应效应装置内设有滤菌装置，所述滤菌装置内的液体通过第三管道被输送至废液存放装置；所述体外反应效应装置上还设有第二管道，用于向体外反应效应装置内输送待测药物，或者用于获取体外反应效应装置内的反应液，所述反应液为细菌和待测药物的混合物；所述体外反应效应装置上还设有通气管道；所述体外反应效应装置受温度控制系统控制，从而保证体外反应效应装置内细菌的生长温度；所述体外反应效应装置内底部还设有搅拌装置。
22.该装置通过模拟药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程，以较低的成本模拟体内动态变化的药物的抗菌效果，易于重复、操作灵活、结果稳定，具有良好的通用性。
附图说明
23.图1为本实用新型的装置连接示意图；
24.图2为中央室俯视图；
25.图3为中央室部分结构示意图；
26.附图标记说明：1-新鲜培养基储存瓶；2-中央室；3-恒温水浴装置；4-废液瓶；5-蠕动泵；6-空气过滤器；7-滤菌装置；8-磁力搅拌子；9-一次性注射器。
具体实施方式
27.下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
28.如图1所示，本实施例提供了一种于模拟静脉注射给药的体外装置，包括依次相连接的新鲜培养基储存装置(本实施例中为新鲜培养基储存瓶1)、体外反应效应装置(本实施例中为中央室2)和废液存放装置(本实施例中是废液瓶4)；
29.所述新鲜培养基储存装置通过第一管道(第一管道上设有蠕动泵5)向体外反应效应装置输送新鲜的培养基；
30.所述体外反应效应装置内设有滤菌装置7，所述滤菌装置7内的液体通过第三管道(第三管道上也设有蠕动泵)被输送至废液存放装置；所述体外反应效应装置上还设有第二管道，用于向体外反应效应装置内输送待测药物，或者用于获取体外反应效应装置内的反应液，所述反应液为细菌和待测药物的混合物。
31.具体的，本实施例中，第二管道的另一端连有一次性注射器9。
32.为了营造无菌环境，避免外界细菌影响反应，所述新鲜培养基储存装置为封闭的环境，且装置上设有空气过滤器6。
33.具体的，第一管道和第三管道上的蠕动泵选自由电脑控制的精密流量型蠕动泵，其外部连接有控制器，从而可以保证根据药物的半衰期，计算每小时需要输送的培养基体积，由蠕动泵以恒定的流速连续不断地泵入体外反应效应装置。同时体外反应效应装置的滤菌装置内的液体被另一台精密流量型蠕动泵以相同的速率排至废液存放装置，以维持体外反应效应装置内培养基的体积的恒定。
34.所述体外反应效应装置上还设有通气管道10，所述通气管道10上设有空气过滤器。以保证体外反应效应装置内部为无菌环境。
35.所述体外反应效应装置上还分别设有用于贯穿第一管道、第二管道和第三管道的第一贯穿口11、第二贯穿口12和第三贯穿口13。
36.具体的，中央室2是体外pk-pd模型的核心部分，内有细菌、培养基、药物、细菌过滤装置和搅拌装置等，为药物与细菌直接作用的部位，反应时，中央室2置于恒温水浴装置3(本实施例中具体是磁力搅拌水浴锅)中反应，以保证细菌的正常生长，滤菌装置7用于防止中央室2的细菌随培养基的排出而流失，影响药效的评估。
37.具体的，中央室的内底部还有磁力搅拌子，可以保证水浴过程中温度维持在35-37℃，以避免细菌的生长受到影响。
38.具体的，本实施例上述体外装置的工作过程如下：
39.根据之前沃尼妙林在鸡体内的药动学研究结果，设定沃尼妙林在体外pk-pd模型中的t
1/2
为3h。中央室mh肉汤的体积维持在150ml，因此，根据公式计算，得知蠕动泵的流速应为34.65ml/h。整个杀菌实验的周期为24h，则需准备新鲜mh肉汤约950ml。实验前应将模型各部件进行高压灭菌，在超净工作台内将各无菌的部件进行组装，调节水浴的温度为35-37℃。模型运行过程应经常检查中央室的体积、水浴的温度及是否有外源性细菌污染等，以保持模型运行的稳定。
40.将金黄色葡萄球菌atcc 25923复活，使其过夜继代培养物生长至约108cfu/ml，待蠕动泵5运行稳定后，取10ml经橡胶塞的给药/采样通道(即第二管道)接种至中央室2。为使
细菌适应新的生长环境，先在中央室2内预培养1h后再给药，此时细菌的数量约为107cfu/ml。根据设计好的给药剂量，将沃尼妙林注入中央室2，开始计时。用灭菌注射器在给药前(0h)及给药后2、4、6、8、16和24h采样，每次的采样量约为0.25ml。另以灭菌生理盐水代替药物制作细菌的生长曲线，作为质控样品。采集的样品用冷的生理盐水进行10倍系列稀释，然后每管取25μl悬滴于mh琼脂平板，置于37℃培养24h后细菌计数，检测限为40cfu/ml。每个给药方案做2个重复。
41.统计所有给药方案的抗菌结果，以时间为横坐标，log
10
cfu/ml为纵坐标制作沃尼妙林作用于金黄色葡萄球菌的体外半对数杀菌曲线。对比相同的每天给药剂量，单次给药和分为3次给药时的杀菌效果，阐明药物与细菌作用的pk-pd关系。
42.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。