生命科學(xué)創(chuàng)新
動(dòng)態(tài)胃腸模擬消化系統(tǒng)
動(dòng)態(tài)胃模型 (DGM)是一種臺(tái)式計(jì)算機(jī)控制的體外系統(tǒng),可模擬人類胃中的消化過(guò)程,從而能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和了解食物或藥物制劑在消化過(guò)程中在人體腸道內(nèi)的行為。
DGM為目前整合度完整的生理級(jí)胃腸仿生系統(tǒng),它結(jié)合了有關(guān)人類胃腔內(nèi)容物所經(jīng)歷的物理、機(jī)械和生化環(huán)境的新興科學(xué)知識(shí),形成一個(gè)單一的預(yù)測(cè)系統(tǒng)。
DGM完整復(fù)制了復(fù)雜的生化條件和一系列胃力,這對(duì)于預(yù)測(cè) API 和口服劑型(例如膠囊、片劑、粉末和液體)的生物行為至關(guān)重要。可以在過(guò)程中的任何時(shí)間采集樣本并進(jìn)行分析,以預(yù)測(cè)營(yíng)養(yǎng)素和藥物等活性成分的吸收可用性(生物可及性)。
與人類胃一樣,咀嚼物在功能上不同的區(qū)域進(jìn)行處理。在DGM的底部/主體內(nèi),胃酸和酶分泌物被引入食物團(tuán)塊的外部,并受到輕柔、節(jié)律性腔壁應(yīng)力加載(Rhythmic Wall Stress Loading)。分泌率會(huì)動(dòng)態(tài)適應(yīng)該隔間內(nèi)不斷變化的條件(酸化、充盈狀態(tài))。然后,部分胃內(nèi)容物被移入DGM胃竇,在那里它們受到生理剪切力和研磨力,然后從機(jī)器中排出進(jìn)行進(jìn)一步分析。
DGM基于多年來(lái)對(duì)人類的MRI研究,并已在商業(yè)和學(xué)術(shù)領(lǐng)域的食品和藥品應(yīng)用中得到驗(yàn)證,為動(dòng)物研究提供了一種生理、經(jīng)濟(jì)有效且合乎道德的替代方案。
主要特征:
準(zhǔn)確復(fù)制胃混合、剪切速率和蠕動(dòng)。
為胃內(nèi)容物提供準(zhǔn)確的生化環(huán)境,從而可以對(duì)不同食物類型的劑型行為進(jìn)行進(jìn)食和空腹比較。
能夠研究多相膳食(即真實(shí)食物和/或口服藥物制劑)的消化情況,而不是均質(zhì)樣品.
根據(jù)食物基質(zhì)自動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)胃停留時(shí)間、酸和酶的添加(數(shù)量和速率)以及生理處理。
可控制的胃排空和排出.
在消化的所有階段都可以進(jìn)行多腔室時(shí)序原位采樣,允許實(shí)時(shí)收集和詳細(xì)分析,并進(jìn)行特定隔室建模.
全自動(dòng)、使用和消毒簡(jiǎn)單.
提供消化過(guò)程的QA質(zhì)量保證報(bào)告,包括停留時(shí)間、排空曲線、pH 梯度、胃液添加量/流速
DGM提供了一種生理相關(guān)的篩選工具,可為評(píng)估新型和現(xiàn)有食品、飲食和藥物制劑提供寶貴的數(shù)據(jù)。DGM 提供了一種準(zhǔn)確而有意義的方法來(lái)預(yù)測(cè)化合物、營(yíng)養(yǎng)素和配方在吸收之前的命運(yùn),因此將成為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)行機(jī)械、穩(wěn)定性和生物可及性研究的寶貴工具。DGM 可應(yīng)用于廣泛的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、藥物發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,包括與新型和功能性食品、藥物輸送以及活性化合物和營(yíng)養(yǎng)素的生物利用度有關(guān)的項(xiàng)目。重新配制產(chǎn)品的性能可直接與原始產(chǎn)品進(jìn)行比較,仿制藥的性能可與創(chuàng)新藥進(jìn)行比較.
應(yīng)用領(lǐng)域:
口服制劑(如腸溶包衣片)的生物等效性和行為.
劑型的生物相關(guān)崩解和溶出測(cè)試.
改良釋放劑型開(kāi)發(fā)、機(jī)械完整性、藥物釋放。
評(píng)估食物-藥物相互作用和劑量?jī)A瀉潛力.
酒精引起的相互作用(劑量?jī)A瀉).
胃滯留劑型的評(píng)價(jià).
前藥系統(tǒng)和胃遞送 API 的代謝穩(wěn)定性.
低溶解度 API 的溶解特性(特別是 BCS II 類和 IV 類)
胃腸道條件下的微生物存活率(例如益生菌、活疫苗)
食物中過(guò)敏原蛋白質(zhì)的存活.
確定不同食品配方或工藝中的血糖指數(shù).