阅读说明：本技术 一种仿生粪便及其制备方法和应用 (Bionic excrement and preparation method and application thereof ) 是由 何婉莹 朱晓全 王静 于春暖 苗冲 赵鹤桐 王金泽 杜婧 祝丽丹 刘美英 于 2020-04-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及医疗器械技术领域,公开了一种仿生粪便及其制备方法和应用。本发明所述仿生粪便包括温度敏感性材料、溶剂和壳聚糖纤维。本发明通过选择合适的材料制成了一种温度敏感性的仿生粪便,其在低温(25℃以下)时为可流动液态并具备一定的稠度,可顺畅的由注射器注射入肠道,经过短暂的凝胶化过程,在肠道内(36℃-39℃)转变为不可流动的凝胶态,完全失去流动性,并具备一定的机械强度和表面粗糙度,从而刺激肠道产生便意,模拟人体正常排便过程排出体外。同时,通过加入造影剂,使得其在肠道内显影,在成型后即可进行X光造影,其造影图像均匀清晰,从而辅助对病灶区的检查。(The invention relates to the technical field of medical instruments and discloses bionic excrement and a preparation method and application thereof. The bionic feces comprise a temperature sensitive material, a solvent and chitosan fibers. The bionic feces with temperature sensitivity is prepared by selecting a proper material, is in a flowable liquid state at a low temperature (below 25 ℃) and has certain consistency, can be smoothly injected into an intestinal tract by a syringe, is converted into a non-flowable gel state in the intestinal tract (36 ℃ -39 ℃) through a transient gelation process, completely loses fluidity, and has certain mechanical strength and surface roughness, so that the intestinal tract is stimulated to generate defecation, and the bionic feces is discharged out of a body in a simulated normal defecation process of a human body. Meanwhile, the contrast agent is added, so that the imaging is carried out in the intestinal tract, X-ray imaging can be carried out after the imaging, and the imaging image is uniform and clear, so that the examination of a focus area is assisted.)

一种仿生粪便及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种仿生粪便及其制备方法和应用。

背景技术

排粪造影是当病人排粪时，对其肛管直肠部作动、静态相结合偏重功能检查的方法。能显示该部的器质性病变和功能性异常。因为只有当其作排粪动作时，才能显示功能性异常，故排粪造影能为临床诊治便秘等肛肠疾病提供可靠依据。

排粪造影剂的选择是排粪造影的重要一步，钡剂的浓度十分重要，稀钡配制简便，能很好的涂布直肠粘膜，但排出较快，常不能完全显示病变；稠钡粘度与正常粪便相仿，符合生理排便过程，能观察盘底肌的功能活动，查出潜在病变，同时也可很好的显示直肠粘膜，但是稠钡配制复杂，且粘度过大，灌注极为困难。因此，理想的排粪造影剂模型是：灌注时需要其流动性好，易于灌注，灌注后需要其流动性消失，具有一定的物理强度，刺激肠道产生便意，从而模拟人体排便过程，更准确的进行检测。

排粪造影的检查过程对仿生粪便要求较高，在检查过程中最重要的就是对正常排便过程的模拟，只有这样才能准确的检查出病症。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种仿生粪便及其制备方法和应用，使得所述仿生粪便具备温度敏感性并可显影，能够模拟人体排便过程。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种仿生粪便，包括温度敏感性材料、溶剂和壳聚糖纤维；其中温度敏感性材料选自泊洛沙姆P407、泊洛沙姆P188、卡拉胶、卡波姆中的一种或两种以上，所述溶剂选自丙二醇、甘油和水中的一种或两种以上。

针对目前医用钡糊在排粪造影中出现的灌注困难或排出较快不能完全显示病变的问题，本发明通过选用泊洛沙姆、卡拉胶、卡波姆等材料制备成温度敏感性材料，并配合丙二醇、甘油、壳聚糖纤维，使之形成了一种注射入直肠后具有一定机械强度的仿生粪便，同时添加显影剂可显影，注射前后随温度发生相转变，弥补了医用钡糊在排粪造影中的缺陷。

在本发明仿生粪便中，泊洛沙姆主要发挥温敏特性，所附加的卡拉胶和卡波姆增加仿生粪便的机械强度，壳聚糖纤维的加入使光滑的凝胶表面变为带有纤维的粗糙凝胶表面，能够刺激直肠产生便意，从而更准确的对病灶进行检测。

作为优选，仿生粪便中温度敏感材料质量百分比为21％-29％，溶剂质量百分比为70.95％-78.95％，壳聚糖纤维质量百分比为0.01％-0.1％。

进一步优选地，所述温度敏感材料为泊洛沙姆P407和泊洛沙姆P188，以及选自卡拉胶和卡波姆中的一种或两种。

在本发明

具体实施方式

中，所述仿生粪便中各组分的质量百分比为：

16％-23％泊洛沙姆P407、2％-4％泊洛沙姆P188、0.5％-2％卡拉胶、0.5％-2％卡波姆、0-2％丙二醇、0-3％甘油，0.01％-0.1％壳聚糖纤维，余量水。

其中，泊洛沙姆P407可具体选择为16％或23％，泊洛沙姆P188可具体选择为2％或4％，卡拉胶可具体选择为0.5％或2％，卡波姆可具体选择为0.5％或2％，丙二醇可具体选择为0、1％或2％，甘油可具体选择为0、2％或3％，壳聚糖纤维可具体选择为0.05％。

本发明所述仿生粪便具备多种有益效果：

1、本发明仿生粪便注射后呈半固态，接近正常粪便的状态，且表面具有一定的粗糙度，能够刺激直肠产生便意，从而更准确的对病灶进行检测；

2、所制备的仿生粪便注射后具有适宜的稠度指数，既能够保证注射后在肠道中有一定的滞留时间，避免粘稠度不够从肠道流失，又能保证成胶后排出的彻底、干净，真实的模拟了排便过程；

3、本发明仿生粪便具有良好的生物相容性，所用原料均为医用级原料，除溶剂水之外不添加任何可被人体代谢吸收的物质，具有很高的使用安全性；

4、本发明仿生粪便具备的温度敏感性，既可以在注射过程中给予便利，又能够减轻注射的痛苦。在25℃以下时，体系呈现溶液状态，便于注射，阻力很小，当将溶液注射入患者体内后，由于温度上升，使得凝胶体系逐渐失去流动能力，并具有一定的机械强度，从而形成仿生粪便，在肠道内固定下来，有利于配合造影剂稳定显影，并在排出时模拟人排便过程，更准确的进行造影检查。

根据本发明所述仿生粪便的技术效果，本发明提出了仿生粪便在制备排粪造影剂中的应用或在模拟人体排便过程中的应用。同时，本发明还提供了一种排粪造影剂，包括本发明所述仿生粪便和造影剂。作为优选，所述显影剂的添加量为100g/100g温度敏感凝胶；在本发明具体实施方式中，所述显影剂选择为硫酸钡。

同时，本发明还提供了所述所述仿生粪便的制备方法，包括：

步骤1、将卡拉胶和/或卡波姆用溶剂加热溶解，冷却后备用；

步骤2、将泊洛沙姆(P407)，泊洛沙姆(P188)的混合物加入步骤1的溶液中冰浴混匀；

步骤3、向步骤2的溶液中继续加入壳聚糖纤维，搅拌至纤维均匀分散于体系内，灭菌，获得所述仿生粪便；

其中，所述灭菌通过包括γ射线、高能X射线、电子束的高能射线辐照，进行灭菌处理。

按照所需显影要求，取显影剂加入，搅拌使其分散均匀，可获得本发明所述排粪造影剂。

由以上技术方案可知，本发明通过选择合适的材料制成了一种温度敏感性的仿生粪便，其在低温(25℃以下)时为可流动液态并具备一定的稠度，可顺畅的由注射器注射入肠道，经过短暂的凝胶化过程，在肠道内(36℃-39℃)转变为不可流动的凝胶态，完全失去流动性，并具备一定的机械强度和表面粗糙度，从而刺激肠道产生便意，模拟人体正常排便过程排出体外。同时，通过加入造影剂，使得其在肠道内显影，在成型后即可进行X光造影，其造影图像均匀清晰，从而辅助对病灶区的检查。

附图说明

图1所示为加入壳聚糖纤维前后的仿生粪便表面对比；

图2所示为不同温度下的仿生粪便相变转换；

图3所示为不同处理组模拟灌肠后所拍摄的X光显影效果图；从左至右依次为a-h组。

具体实施方式

本发明公开了一种仿生粪便及其制备方法和应用，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明所述仿生粪便及其制备方法和应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的仿生粪便和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

以下就本发明所提供的一种仿生粪便及其制备方法和应用做进一步说明。

实施例1：制备本发明所述仿生粪便以及排粪造影剂

1、组方1的制备

将0.4kg丙二醇、1.2kg甘油和26.78kg水加入反应釜中，搅拌均匀，再将9.2kg泊洛沙姆P407，0.8kg泊洛沙姆P188，0.8kg卡拉胶，0.8kg卡波姆粉料混合均匀，缓慢加入到反应釜中，将反应釜温度设置为0℃，中速搅拌直至制得均匀的溶液，继续向溶液中加入0.02kg壳聚糖纤维，搅拌至纤维均匀分散于体系内，将料液从反应釜中放出，每100g分装为一瓶，在0℃下封存，使用电子加速器进行高能射线照射，照射剂量为15KGy。取100g凝胶加入100g硫酸钡干粉与所制得的溶液混合，搅拌均匀，制成排粪造影用温度敏感水凝胶造影剂待用。

2、组方2-7的制备

参照组方1的制备方法，按照表1所列配方剂型制备。

表1组方1-7的各种组分配比表(单位％)

实施例2：本发明仿生粪便的指标检测和显影性能

从组方1-7制备的仿生粪便中，每种配比随机选取5个，测试凝胶强度(凝胶强度数据由流变仪hybrid rheometer DISCOVERY HR-1测试得到)、相转变温度(相转变温度数据通过倒置法测得)、响应时间、稠度指数(稠度指数由NDJ-5S粘度计测得)和显影性能，取平均值。结果如下表2所示：

表2

根据表2结果能够明显看出，组方3在不添加卡拉胶和卡波姆的前提下，农交强度显著下降，用于显影时虽能清晰显影，但因强度不够易破碎成块状；此外，组方5-6在溶剂上只使用了丙二醇或甘油配合水，组方7只使用了水，从凝胶强度上看其虽然优于组方3，但是相比组方1-2和4仍有一定差距，只说明溶剂的使用也对凝胶强度有一定影响。

实施例3：本发明仿生粪便的对比试验

1、壳聚糖纤维对仿生粪便的影响

以组方1为对象，设置不加壳聚糖纤维的对照，在37℃成型后对比两者表面状态(普通相机拍照观察)，结果见图1。图1清晰可见，未加入壳聚糖纤维的对照仿生粪便表面光滑，而组方1的仿生粪便表面呈粗糙不平的状态。

2、相变转换试验

将组方1制备的仿生粪便分别置于4℃和37℃下，观察状态变化，结果见图2。图2中4℃下呈溶液状态，流动性很好，温度升高到37℃后，溶液发生相转变，从而失去流动性。

3、X光显影效果试验

设置如下试验组：

a.纯水；b.医用钡糊；c.组方1仿生粪便；d.组方1仿生粪便1混合50％硫酸钡；e.组方2仿生粪便混合50％硫酸钡；f.组方4仿生粪便混合100％硫酸钡；g.组方4仿生粪便混合50％硫酸钡；h.组方4仿生粪便混合25％硫酸钡；

试验结果见图3，根据图3的结果可以得出如下结论，本发明仿生粪便本身不显影；仿生粪便和造影剂的配比不影响硫酸钡的显影；随着硫酸钡浓度的增加，显影效果增强。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。