Настоящее изобретение относится к устройству для получения образцов. Устройство для получения образцов содержит отдельный отсек, который выбрасывают, создавая увеличенное пространство или объем для образца, подлежащего хранению Устройство для получения образцов по настоящему изобретению подходит для сбора образца в среде аквакультуры, замкнутой системе или в желудочно-кишечном тракте человека или животного. Изобретение также относится к способу перорального введения устройства животному и извлечения устройства для того, чтобы осуществлять анализ собранного образца для диагностирования состояния желудочно-кишечного тракта и определения абсорбции и перевариваемости питательных веществ.
Способность непосредственно получать образцы веществ внутри желудочно-кишечного тракта животного представляет собой ключевую обеспечивающую технологию для диагностирования состояния желудочно-кишечного тракта; понимания пищеварения в подвздошной кишке, ферментации в ободочной кишке и исследования связи между конкретными диетическими компонентами и биологическими, химическими и физико-химическими свойствами в желудочно-кишечном тракте человека и/или животных. Это включает абсорбцию питательных веществ, метаболизм лекарственных средств, распространение микроорганизмов, иммунологический статус и так далее.
Анализ образца вещества, такого как газ, твердые частицы или жидкость из желудочно-кишечного тракта животного, может предоставлять информацию о pH, ферментативной активности, микробной нагрузке/содержании микробов и молекулярном составе материала образца, включая нагрузку питательными веществами и определенную степень информации об обработке, что делает возможным оценку состояния здоровья и диагностирование заболеваний, и, в частности, заболевания желудочно-кишечного тракта также можно получать через определение иммунных факторов или общего иммунологического статуса, определение характеристик присутствующей микрофлоры и присутствие/отсутствие микробных патогенов или микроорганизмов, связанных со здоровьем.
Раннее обнаружение, идентификация и местоположение анормальных состояний может быть критичным для окончательного диагноза и/или лечения различных патологий. Точный контроль места взятия образца содержимого пищеварительного тракта также жизненно важно для понимания состояния здоровья и заболевания, поскольку состояния, в целом, зависят от конкретного места, например, относящегося к желудку, подвздошной кишке или ободочной кишке, в противоположность поражению всего желудочно-кишечного тракта. Получение образца из конкретного места также полезно для понимания влияния диеты и питания, например, пищеварение в подвздошной кишке является важным фактором в разработке диеты, поскольку эффективность пищеварения и абсорбции внутри тонкой кишки влияет на содержимое просвета, присутствующее в дистальной части желудочно-кишечного тракта. Ферментация с помощью кишечной флоры внутри ободочной кишки зависит от содержимого просвета, достигающего ободочной кишки, и, таким образом, такие факторы, как неполное переваривание белка, связаны с формированием токсичных соединений, в том числе аммиака, сероводорода, индолов и фенолов, которые в свою очередь, как показано, увеличивают риск злокачественной опухоли ободочной кишки у человека. При разработке диеты для «продуктивных животных» также важно увеличивать эффективность доступности питательных веществ в кормах и экологическое воздействие отходов животного.
В то время как общая видимая перевариваемость (как измеряют с помощью процентной доли потребляемых питательных веществ, которые извлекают из фекалий) представляет собой ключевую меру, этот способ имеет множество недостатков из-за контаминации фекалий метаболическими отходами и веществами недиетического происхождения. Перевариваемость в подвздошной кишке, следовательно, является более подходящей мерой доставки питательных веществ. Кроме того, выходящий поток терминальной подвздошной кишки в слепую кишку можно рассматривать как субстрат, на который действует микрофлора задних отделов кишечника. Содержимое ободочной кишки или содержимое просвета, следовательно, может предоставлять предиктор или делать возможной оценку питательных веществ, доступных для ферментации посредством резидентной желудочно-кишечной микрофлоры. Следовательно, способность измерять широкий диапазон химических (например, белок, углеводы, жиры, некрахмальные полисахариды, питательные микроэлементы, антипитательные факторы), биологических и физиохимических (например, вязкость) свойств содержимого подвздошной и ободочной кишки, представляет значимую разработку, которая может, в свою очередь, делать возможным пошаговое изменение в нашем понимании эффектов конкретных диетических компонентов, оказываемых на процесс пищеварения и его продукты. Такие продукты пищеварения могут включать характеристики фекалий, такие как качество и консистенция фекалий, а также кишечный газ или метеоризм. Разработка этих эффективных технологий также может делать возможным диагностирование и исследование желудочно-кишечных заболеваний.
Существует потребность в улучшении известного устройства для получения образцов, чтобы можно было получать образец большего объема, и можно получать образцы жидкостей, различающихся вязкостью, а также твердые образцы. Эти улучшения устройства для получения образцов делают возможным больший диапазон аналитических тестов, подлежащих осуществлению на образце, и расширяют диапазон образцов для получения. Кроме того, способность изменять точку внутри желудочно-кишечного тракта, в которой захватывают образец, допускает исследование изменений факторов, вовлеченных в пищеварение (pH, ферменты, эмульгирующие средства и т. д.), пищевая обработка; абсорбция питательных веществ; микробные популяции; иммунные факторы и вязкость содержимого пищеварительного тракта на всем протяжении длины желудочно-кишечного просвета. Следовательно, взятие образцов можно проводить внутри желудка, подвздошной кишки, ободочной кишки и слепой кишки, что позволяет корректировать место получения образца на основании свойств требуемого образца.
Устройство по настоящему изобретению является простым, не дорогостоящим, надежным и легким в использовании, без необходимости постоянного мониторинга и может быть повторно используемым. Устройство по настоящему изобретению можно вынимать и легко извлекать и анализировать образец с использованием различных биологических, химических и физических анализов. С помощью устройства по настоящему изобретению можно получать образцы как жидких, так и твердых веществ.
Устройство по изобретению может журналировать изменение в среде в течение длительного периода времени, например, в течение 24 часов. В частности, изменение в среде вдоль желудочно-кишечного тракта животного. Устройство по изобретению способно загружать данные, сохраненные на компьютере, и легко поддается перепрограммированию для повторного использования. Устройство по изобретению способно обнаруживать и журналировать время, pH и/или температуру, при которых получают образец.
В частности, устройство по изобретению способно собирать большое количество образца в результате выбрасывания его отдельного отсека, что создает увеличенный объем или пространство для образца, подлежащего сбору и хранению.
В первом аспекте по изобретению предоставлено устройство для получения образцов. Устройство для получения образцов содержит корпус, где корпус содержит камеру, по меньшей мере отверстие, средство приведения в действие и отдельный отсек, где отдельный отсек разъемно удерживается внутри корпуса, средство приведения в действие позволяет засасывать внутреннее вещество через отверстие в камеру и одновременно толкает отдельный отсек вдоль корпуса до тех пор, пока отдельный отсек не выбрасывают из корпуса устройства для получения образцов, тем самым создавая увеличенное пространство или объем для приема и хранения образца внутри камеры устройства для получения образцов.
В некоторых вариантах осуществления устройство для получения образцов можно использовать для получения образцов закрытой системы какой-либо формы, такой как аквариумы, резервуары для обработки, биотехнология, различные сельскохозяйственные системы или какая-либо система, где полезно вмешательство человека/физическое вмешательство, и/или промышленные или фабричные трубы.
В конкретных вариантах осуществления устройство для получения образцов по изобретению предназначено для получения образцов внутреннего вещества изнутри желудочно-кишечного тракта животного.
Термины «образец», «вещество» и «внутреннее вещество» используют взаимозаменяемо, и они относятся к какой-либо жидкости, твердому веществу, частицам или газу, образцы которых можно собирать с помощью устройства, более конкретно эти термины также могут обозначать содержимое пищеварительного тракта или содержимое просвета или продукты пищеварения, когда это относится к получению образцов внутри желудочно-кишечного тракта животного. Жидкость, например, можно найти в желудке, тонком и толстом кишечнике. Такие жидкости могут содержать твердые вещества или частицы в растворе (или суспензии), такие как диетические компоненты, лекарственные средства, пищевые компоненты; также можно найти продукты пищеварения, микробные метаболиты, газы, такие как кислород, водород, диоксид углерода, метан, водород сульфид и т. д.
В частности, устройство разрабатывают для того, чтобы выдерживать любое давление (например, при жевании) и/или изменение среды. В частности, устройство разрабатывают для прохождения по желудочно-кишечному тракту животного. Устройство должно быть способно выдерживать перистальтику желудочно-кишечного тракта, а также химическую и механическую среду желудочно-кишечного тракта.
Различные материалы можно использовать для каждого отличающегося компонента устройства для получения образцов. В частности, используемый материал определяет текстуру и/или твердость устройства. Материалы могут быть жесткими, мягкими, гладкими и/или пластичными, и предпочтение используемого материала зависит от его использования.
Типично, устройство можно выполнять из какого-либо неперевариваемого, небиоразрушаемого, неиммуногенного, небиореактивного или непроницаемого материала. В частности, материал, используемый для создания устройства, может представлять собой любые биологически инертные полимерные материалы, такие как акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) политетрафторэтилен (PTFE), полиэтилен, поливинилхлорид, акриловые смолы и т. п., керамику или металлы, например, нержавеющую сталь, предпочтительно с гладкой поверхностью для легкого проглатывания и прохождения и с использованием по меньшей мере одной рентгеноконтрастной поверхности или включения так, чтобы его можно было наблюдать радиографически, если необходимо.
Можно использовать термопластические материалы, такие как поликарбонаты, акрилонитрилбутадиенстирол (ABS), полиэтилен высокой плотности (HDPE), полиэтилен низкой плотности (LDPE), полиэфирэфиркетон (PEEK) или полипропилен (PP).
Предпочтительно, внешнюю поверхность устройства выполняют из поликарбоната. Поликарбонат может быть просвечивающим, чтобы содействовать визуальной оценке содержащегося образца. Другие компоненты предпочтительно выполняют из политетрафторэтилена (PTFE). В частности, PTFE можно использовать для внутренних компонентов устройства, где гибкие свойства этого материала позволяют формировать уплотнение между двумя смежными поверхностями.
Все материалы, используемые в устройстве для получения образцов, являются инертными и безопасными для пищевого и/или медицинского использования.
В некоторых вариантах осуществления устройство может иметь геометрическую форму капсулы или пилюли. Капсула может быть цилиндрической и со скругленными, коническими или сплюснутыми концами. Устройство может иметь частично сферическую форму.
Устройство для получения образцов и, в частности, различные компоненты устройства для получения образцов, изготавливают с использованием стандартных инструментов и/ или известных в данной области способов. В частности, устройство для получения образцов и компонентов можно изготавливать с использованием дополняющих способов, таких как трехмерная печать, или редуктивных способов, таких как обработка на станке с ЧПУ типа CNC, которые известны в данной области.
В частности, устройство предпочтительно подходит для проглатывания и для приема внутрь животным. Капсулы, известные в данной области, имеют размеры 26-30 мм × 11-15 мм (длина × ширина).
Конкретные преимущества по настоящему изобретению состоят в том, что, несмотря на то, что устройство для получения образцов может иметь схожие размеры с теми, которые известны в данной области, отдельный отсек внутри устройства для получения образцов выбрасывают, создавая увеличенный объем или пространство для образца, подлежащего приему и/или хранению. В зависимости от животного, размеров, породы и/или вида, устройство может иметь различные размеры, как описано в настоящем документе. Размеры устройства могут находиться в диапазоне приблизительно от 10 мм до 70 мм в длину и от 3 мм до 25 мм в ширину. В частности, размеры устройства могут составлять приблизительно 10-15 мм и приблизительно 3-7 мм, приблизительно 15-25 мм × приблизительно 7-12 мм, приблизительно 20-30 мм × приблизительно 10-17 мм, приблизительно 30-40 мм × приблизительно 15-20 мм, приблизительно 10-20 мм × приблизительно 3-20 мм, приблизительно 35-65 мм × приблизительно 7-23 мм или приблизительно 40-70 мм × приблизительно 10-25 мм и/или какое-либо их сочетание.
В зависимости от размера используемой капсулы, устройство по изобретению способно получать образец объем приблизительно от 0,11 мл приблизительно до 20 мл. В частности, объем образца может составлять приблизительно от 0,11 мл до 3 мл, приблизительно от 1 мл до 5 мл, приблизительно от 3 мл до 7 мл, приблизительно от 7 мл до 13 мл, приблизительно от 10 мл до 15 мл, приблизительно от 13 мл до 17 мл или приблизительно от 15 мл до 20 мл и/или какие-либо их сочетания. В конкретном примере по изобретению, устройство может иметь внутренний объем 1,53 см3 и может быть способно получать и хранить объем образца 1,3 мл, что составляет 85% от доступного внутреннего объема.
Устройство может наиболее предпочтительно иметь размеры приблизительно от 20 до 25 мм × приблизительно от 9 до 12 мм (длина × ширина).
Устройство имеет модульную конструкцию в том отношении, что оно содержит один или несколько компонентов. В частности, устройство собирают из одного или нескольких компонентов. Один компонент может содержать средство приведения в действие и отверстие. Другой компонент может содержать корпус. Другой компонент может содержать обособленный отдельный отсек.
Различные компоненты устройства для получения образцов можно формировать отдельно и легко собирать вместе для того, чтобы формировать устройство для получения образцов и/или разделять части устройства для получения образцов.
В некоторых вариантах осуществления устройство для получения образцов может содержать две половины, соединенные по меньшей мере друг с другом посредством одного или нескольких элементов и/или корпуса.
В некоторых аспектах по изобретению устройство для получения образцов содержит корпус, где корпус содержит камеру, по меньшей мере отверстие, средство приведения в действие и отдельный отсек, где отдельный отсек разъемно удерживается внутри корпуса с помощью удерживающего средства и где средство приведения в действие делает возможным засасывание внутреннего вещества через отверстие в камеру и одновременно толкает отдельный отсек вдоль корпуса до тех пор, пока указанный отдельный отсек не выбрасывают из корпуса устройства для получения образцов, тем самым создавая увеличенное пространство или объем для приема и хранения образца внутри камеры устройства для получения образцов.
В других аспектах по изобретению устройство для получения образцов содержит корпус, где корпус содержит камеру, по меньшей мере отверстие, средство приведения в действие и отдельный отсек, где отдельный отсек разъемно удерживается внутри корпуса с помощью удерживающего средства, которое активируют с помощью запускающего средства, где средство приведения в действие делает возможным засасывание внутреннего вещества через отверстие в камеру и одновременно толкает отдельный отсек вдоль корпуса до тех пор, пока указанный отдельный отсек не выбрасывают из корпуса устройства для получения образцов, тем самым создавая увеличенное пространство или объем для приема и хранения образца внутри камеры устройства для получения образцов.
В другом аспекте по изобретению предусмотрено устройство для получения образцов, содержащее корпус, в котором корпус содержит камеру, по меньшей мере отверстие, средство приведения в действие и отдельный отсек, где отдельный отсек разъемно удерживается внутри корпуса с помощью удерживающего средства, которое представляет собой материал, который реагирует на изменения внешней среды устройства, и где средство приведения в действие делает возможным засасывание внутреннего вещества через указанное отверстие в указанную камеру и одновременно толкает отдельный отсек вдоль корпуса до тех пор, пока указанный отдельный отсек не выбрасывают из корпуса или устройства для получения образцов, тем самым создавая увеличенное пространство или объем для приема и хранения указанного образца внутри камеры устройства для получения образцов.
В другом аспекте по изобретению предусмотрен корпус устройства для получения образцов, где корпус содержит камеру, по меньшей мере отверстие, средство приведения в действие и отдельный отсек, где отдельный отсек разъемно удерживается внутри корпуса с помощью удерживающего средства, где удерживающее средство представляет собой блокирующий механизм между корпусом и отдельным отсеком и где средство приведения в действие делает возможным засасывание внутреннего вещества через отверстие в камеру и одновременно толкает отдельный отсек вдоль корпуса до тех пор, пока отдельный отсек не выбрасывают из корпуса устройства для получения образцов, тем самым создавая увеличенное пространство или объем для приема и хранения образца внутри камеры устройства для получения образцов.
В еще одном аспекте по изобретению предоставлено устройство для получения образцов, которое содержит корпус, где корпус содержит камеру, по меньшей мере отверстие, средство приведения в действие и отдельный отсек, где отдельный отсек разъемно удерживается внутри корпуса с помощью удерживающего средства и где средство приведения в действие делает возможным засасывание внутреннего вещества через отверстие в камеру и одновременно толкает отдельный отсек вдоль корпуса до тех пор, пока отдельный отсек не выбрасывают из корпуса устройства для получения образцов, тем самым создавая увеличенное пространство или объем для приема и хранения образца внутри камеры устройства для получения образцов, где средство приведения в действие связывают к закрывающему средству и где движение средства приведения в действие ведет к тому, что закрывающее средство блокирует отверстие.
Устройство для получения образцов содержит корпус. Корпус содержит камеру, по меньшей мере отверстие и отдельный отсек. В частности, корпус представляет собой оболочку, которая вмещает средство приведения в действие и отдельный отсек внутри устройства для получения образцов.
В некоторых вариантах осуществления корпус можно выполнять из поликарбоната.
В частности, устройство для получения образцов по изобретению является повторно используемым. В частности, отдельный компонент можно отвинчивать и повторно использовать множество раз. Все устройство можно повторно использовать. В определенных вариантах осуществления материал, который реагирует с внешней средой устройства, батарея(батареи) и/или запускающее средство могут требовать замены, например, кольцевая прокладка из эудражита, кольцевая прокладка из воска, предохранитель или батарея.
Корпус устройства для получения образцов по изобретению может иметь одно или несколько отверстий.
В частности, устройство для получения образцов имеет по меньшей мере одно отверстие. Отверстие может представлять собой впуск и/или выпуск. Отверстие может представлять собой перфорацию или дыру на одном или другом конце корпуса. В конкретных вариантах осуществления отверстие представляет собой впуск, который пропускает образец в корпус устройства для получения образцов, предпочтительно в камеру. Альтернативно, отверстие может представлять собой выпуск, который позволяет выбрасывать отдельный отсек из корпуса устройства для получения образцов. В частности, корпус может иметь два отверстия, одно на каждом конце корпуса на противоположных концах устройства для получения образцов (впуск и выпуск).
В некоторых вариантах осуществления впускное отверстие может представлять собой клапан. Клапан может представлять собой какой-либо клапан, известный в данной области, и будет зависеть от использования устройства для получения образцов. Клапан включает перфорацию. Клапан можно выполнять из резины или синтетического эластомера. Предпочтительно, клапан выполняют из эластомера, который устойчив к низкому давлению, с тем, чтобы открывать перфорацию. В других вариантах осуществления отверстие может представлять собой впуск и выпуск. Отверстие может представлять собой двухходовой клапан. Наиболее предпочтительно, отверстие представляет собой одноходовой клапан.
В некоторых вариантах осуществления отверстие включает перфорацию без клапана.
Устройство для получения образцов содержит средство приведения в действие.
В частности, средство приведения в действие находится в первой конфигурации и способно перемещаться во вторую конфигурацию внутри корпуса устройства для получения образцов. Первая конфигурация представляет собой сжатое состояние и вторая конфигурация представляет собой расправленное состояние. Средство приведения в действие содействует засасыванию образца в корпус устройства для получения образцов, предпочтительно в камеру.
В частности, средство приведения в действие делает возможным засасывание образца через отверстие в камеру корпуса устройства и одновременно толкает отдельный отсек вдоль корпуса до тех пор, пока отдельный отсек не выбрасывают из устройства.
Средство приведения в действие может представлять собой какой-либо объект или элемент, который способен хранить внутреннюю энергию в течение определенного периода времени внутри устройства. В частности, средство приведения в действие может представлять собой систему и/или объект, способный приводить другой объект или элемент в движение и/или действие, например, обеспечивая усилие для того, чтобы перемещать отдельный отсек из не расправленного и сжатого состояния в несжатое и выброшенное состояние.
Средство приведения в действие может включать пружину, химическую реакцию (которая высвобождает газ и создает давление), исполнительный механизм с электронным обеспечением (такой как двигатель или насос), накопитель сжатого воздуха или энергии вакуума.
Средство приведения в действие сохраняет определенное количество внутренней энергии, предпочтительно в течение заданного времени в различных заданных условиях.
Средство приведения в действие удерживают сжатым, когда отдельный отсек находится на месте.
Средство приведения в действие может содержать упругий элемент. В частности, оно может содержать какой-либо объект, который способен хранить кинетическую энергию и/или способен к движению. Упругий элемент может представлять собой пружину и/или плунжер/поршень.
Средство приведения в действие по меньшей мере содержит плунжер/поршень. Средство приведения в действие может содержать плунжер/поршень и пружину, плунжер/поршень и исполнительный механизм с электронным обеспечением и т. д. В некоторых вариантах осуществления плунжер/поршень можно перемещать из первой конфигурации во вторую конфигурацию внутри корпуса устройства для получения образцов посредством химической реакции внутри корпуса устройства, которая высвобождает газ и/или создает давление.
Движение средства приведения в действие (например, пружины, которая сопряжена с плунжером/поршнем, или плунжера/поршня, толкаемого вдоль корпуса другим средством) толкает отдельный отсек одновременно из корпуса устройства для получения образцов.
В частности, средство приведения в действие засасывает образец через отверстие устройства для получения образцов в камеру и одновременно толкает отдельный отсек вдоль длины корпуса устройства для получения образцов до тех пор, пока отдельный отсек не выбрасывают из корпуса устройства для получения образцов.
В конкретных вариантах осуществления средство приведения в действие содержит пружину.
Типично пружина представляет собой эластический объект, такой как спираль из проволоки, которая принимает свою исходную геометрическую форму после сжатия или расправления и высвобождения сохраненной энергии во время возвращения в исходное состояние. Пружина может включать пружину любого типа, такую как спиральная пружина, коническая пружина, торсионная пружина, пружина сжатия или волнистая пружина и т. д. Пружину можно выполнять из какого-либо материала, который является сопротивляющимся и эластическим, такой как нержавеющая сталь или другой металл или сплав.
В конкретном варианте осуществления пружина выполняет функцию исполнительного механизма. Устройство удерживают в сжатом состоянии с помощью отдельного отсека. Пружина может двигать плунжер/поршень вдоль корпуса (например, вдоль длины корпуса), толкая отдельный отсек из корпуса устройства для получения образцов и переводя средство приведения в действие из его первой сжатой конфигурации во вторую расправленную конфигурацию. Движущая сила пружины создает кратковременный вакуум по мере ее расправления вдоль корпуса и/или капиллярный эффект, при котором образец засасывается в корпус для получения образцов, предпочтительно в камеру через отверстие.
Когда отдельный отсек не находится на месте (т. е. выброшен из корпуса устройства для получения образцов), стопорное средство в конце корпуса устройства для получения образцов препятствует выходу плунжера/поршня из устройства.
Движение отдельного отсека, выбрасываемого из корпуса устройства для получения образцов, обусловлено средством приведения в действие.
Предпочтительно, средство приведения в действие представляет собой компоновку пружины и плунжера или компоновку пружины и поршня.
В некоторых вариантах осуществления средство приведения в действие сопрягают с одним концом корпуса устройства для получения образцов и отдельный отсек по меньшей мере разъемно удерживают с помощью удерживающего средства внутри корпуса на противоположном конце устройства для получения образцов.
В частности, когда средство приведения в действие достигает противоположного конца корпуса, оно способно формировать уплотнение с тем, чтобы герметизировать устройство.
В частности, средство приведения в действие сопрягают с клапаном. В частности, средство приведения в действие и клапан сопрягают в держателе. Держатель можно выполнять из любого материала, в частности, из поликарбоната. При сопряжении средства приведения в действие и клапана в держателе, можно использовать удерживающее кольцо, такое как уплотнительное кольцо.
Термин «сопряженный» относится к двум или больше объектам, которые прикрепляют друг к другу непосредственно или через один или несколько промежуточных элементов или удерживают смежно друг с другом.
В частности, средство приведения в действие и отверстие представляют собой индивидуальные компоненты устройства для получения образцов, которые можно прикреплять и/или фиксировать на корпусе устройства для получения образцов. Предпочтительно, средство приведения в действие и отверстие сопрягают вместе в индивидуальном отсеке, который ввинчивают в один конец корпуса устройства.
Плунжер/поршень можно создавать из политетрафторэтилена.
В частности, средство приведения в действие (например, плунжер/поршень) адаптируют с использованием выпячивания, которое способно к зацеплению с отдельным отсеком. Выпячивание располагают центрально относительно отдельного отсека, так что отдельный отсек перемещается линейно, когда его выбрасывают под действием усилия, прикладываемого средством приведения в действие. В частности, выпячивание находится на верхней поверхности средства приведения в действие. Выпячивание может включать магнит, индукционную спираль или источник света.
В конкретных вариантах осуществления изобретения, устройство для получения образцов включает закрывающее средство.
Закрывающее средство представляет собой объект, который заслоняет перфорацию. В частности, закрывающее средство может блокировать какое-либо одно из отверстий. Закрывающее средство, может представлять собой элемент или объект любой формы, который способен блокировать или затыкать отверстие устройства, такой как шар из термопластического материала или схожего материала, тем самым формируя уплотнение в отверстии устройства. Закрывающее средство способствует закрыванию отверстия. Закрывающее средство может представлять собой блок, шар, крышку или другое. В частности, закрывающее средство можно связывать к средству приведения в действие. В частности, закрывающее средство можно связывать к средству приведения в действие и удерживающему средству.
Термин «связывать», «связывание» или «связанный» относится к шнуру, креплению или гибкому прикреплению в любой форме, которое фиксирует нечто перемещаемое на другом элементе или части, которая также может быть подвижной или фиксированной.
В другом варианте осуществления средство приведения в действие (например, плунжер/поршень) связывают к закрывающему средству, которое тянут до натяжения по мере движения средства приведения в действие вдоль корпуса устройства для получения образцов. В частности, по мере перемещения средства приведения в действие связь натягивают и перемещают в корпус устройства для получения образцов, пока закрывающее средство не достигнет отверстия. Закрывающее средство можно тянуть или толкать в отверстие, образуя закрытое устройство. Одновременно средство приведения в действие засасывает образец в камеру устройства, а отдельный компонент выбрасывают. Тем самым, образец герметизируют внутри устройства.
В частности, корпус устройства для получения образцов содержит стопорное средство.
Стопорное средство препятствует выбрасыванию средства приведения в действие (например, плунжера/поршня) из корпуса. Стопорное средство может представлять собой какое-либо выпячивание и/или дополнительный элемент или объект, который заслоняет или останавливает другой объект в заданной точке. В частности, стопорное средство представляет собой выпячивание, которое останавливает средство приведения в действие перед выходом из корпуса. Стопорное средство можно располагать в конце корпуса, в котором выбрасывают отдельный отсек. Оно функционирует посредством остановки средства приведения в действие (например, плунжера/поршня) перед дальнейшим высвобождением и наряду с отдельным отсеком, который выбрасывают из устройства. В частности, стопорное средство действует для того, чтобы останавливать средство приведения в действие перед выбросом, и, тем самым, закупоривает устройство.
Стопорное средство может представлять собой закраину, гребень, выпячивание или штырь.
Устройство для получения образцов содержит отдельный отсек, где отдельный отсек представляет собой обособленный отсек. Отдельный отсек можно вставлять неплотно и/или плотно в корпус устройства для получения образцов.
В частности, отдельный отсек представляет собой окруженный отсек, который можно отвинчивать в какое-либо заданное время для повторного использования. Отдельный отсек состоит из двух отдельных компонентов, корпуса и крышки. Крышку сопрягают с ассоциированной электроникой и источником мощности (например, батареей). Крышку можно ввинчивать в корпус отдельного отсека и плотно герметизировать. В частности, крышка дополнительно может содержать уплотнительное кольцо.
В частности, отдельный отсек является воздухо- и водонепроницаемым.
Поверхность контакта крышки и корпуса отдельного отсека можно покрывать пищевым силиконовым солидолом, чтобы содействовать герметизации. Ассоциированные электронные компоненты можно заключать в политетрафторэтиленовой (PTFE) ленте для того, чтобы предотвращать контаминацию жидкостью, солидолом или другим материалом, который может препятствовать правильному функционированию электронных компонентов.
В некоторых вариантах осуществления устройство и/или отдельный компонент может быть повторно используемым. В частности, отдельный отсек может быть перепрограммируемым. Например, можно изменять конфигурацию устройства, например, для другой скорости дискретизации. Устройство может определять пользователь, вместо того, чтобы быть фиксированным. Устройство допускает некоторую гибкость в своей конфигурации. Этого достигают через чип последовательной связи и ассоциированное программное обеспечение.
В некоторых вариантах осуществления отдельный отсек содержит какие-либо ассоциированные электроны схемы и по меньшей мере батарею. Предпочтительно, отдельный отсек включает по меньшей мере батарею, датчик и микропроцессор.
Типично устройство может содержать плату с печатной схемой (PCB), которая содержит микроконтроллер (PIC микроконтроллер), датчик (такой как стеклянный pH микроэлектрод и pH микроэлектрод сравнения), светоизлучающий диод, переключатель обнаружения высвобождения, соединение с батареей, различные резисторы и конденсаторы и/или источник мощности. На фиг. 10 представлено схематическое изображение, показывающее различные электрические компоненты, которые могут находиться в отдельном отсеке устройства.
Устройство для получения образцов может включать батарею. В частности, такую как батарея внутри отдельного отсека.
Батарея может представлять собой любую форму батареи, известную в данной области, такую как штырь из литий-монофторида углерода или плоский круглый элемент питания. Плоские круглые элементы питания можно выполнять из щелочи, лития, серебра и т. д. и/или их сочетания, и они доступны в различных размерах.
В частности, батарея способна работать в течение по меньшей мере 24 часов. Батарея может быть перезаряжаемой.
Отдельный отсек может содержать одну или несколько батарей.
По существу устройство можно включать, когда вставляют батарею; устройство инициализируется и затем повторно проходит через следующий основной цикл, см. фиг. 11.
Типично, при подаче питания происходит инициализация программного обеспечения, которое определяет биты конфигурации, порты, часы, универсальный асинхронный приемник/передатчик и сторожевой таймер.
Параметры загружают из электронно стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства, в котором параметры, подлежащие загрузке, могут представлять собой идентификатор устройства, адрес журнала, частоту дискретизации, время предварительного пробуждения, счет импульсов и число образцов.
Идентификатор устройства представляет собой серийный номер устройства. Адрес журнала представляет собой адрес, по которому будут сохранены следующие журнальные данные. Частота дискретизации представляет собой частоту дискретизации при журналировании данных. Время предварительного пробуждения задают для того, чтобы позволять микропроцессору достигать нормальных условий работы. Счет импульсов представляет собой число образцов, полученных за интервал, и число образцов представляет собой число образцов, полученных перед образцом, который получают и регистрируют.
Затем устройство входит в основной цикл, в котором оно проверяет присутствие последовательного интерфейса. Если последовательный интерфейс присутствует, устройство входит в режим отладки, в котором можно манипулировать различными параметрами. В отсутствие последовательного интерфейса, сторожевой таймер инициирует событие пробуждения, во время которого дискретизируют данные из аналого-цифрового преобразователя и регистрируют во флэш-памяти. Затем устройство может повторно входить в режим сна до тех пор, пока сторожевой таймер не инициирует дополнительное событие пробуждения.
В некоторых вариантах осуществления отдельный отсек дополнительно содержит флэш-память, которая способна регистрировать данные. Данные сохраняют и затем загружают, когда отдельный отсек извлекают, или передают вживую на удаленное устройство (т. е. через беспроводную передачу данных).
Система беспроводной передачи данных может состоять из двух частей. Первая часть представляет собой устройство, которое содержит схему радиочастотного передатчика, антенну и средство обработки со встроенным программным обеспечением для того, чтобы управлять передачей, например, микрочип, установленный в устройстве (такой как радиочастотная идентификация (RFID)). Вторая часть состоит из схемы радиочастотного приемника и антенны. Такая беспроводная передача также эффективна при определении местоположения устройства.
Вторая часть имеет диапазон возможных вариантов осуществления, включая в качестве неограничивающих примеров мат, который можно помещать на пол конуры; небольшой блок, который можно устанавливать на пол, стену или потолок; воротник, ремень, куртку, башмак, пирсинг для уха или другу форму, которую может носить животное снаружи или которую помещают во внешнюю среду закрытой системы, в которой устройство используют (например, снаружи аквариума, снаружи фабричной трубы и т. п.).
Вторая часть также включает средство хранения принимаемых данных и передачи этих данных операторам или на другое оборудование. Связь с пользователем или через первую часть или вторую часть беспроводной передачи данных может быть в форме индикаторов с подсветкой, громкоговорителей или звуковых оповещателей, или графического дисплея, например, доступные сигналы (такие как гудки).
Передаваемые данные между первой частью и второй частью могут включать, но не ограничиваясь этим, измерения pH с помощью устройства; измерения температуры с помощью устройства; измерения с других датчиков с помощью устройства, другая информация о состоянии от устройства, такая как уровень батареи, состояние захвата образца и т. п.; данные после интеллектуальной обработки с помощью устройства, которые извлекают из других показаний, например, предупреждения для индикации оценочного положения устройства внутри желудочно-кишечного тракта (т. е. покидает желудок; входит в подвздошную кишку и т. д.).
Связь посредством второй части с другим оборудованием может включать стандартные или проприетарные интерфейсы проводной связи (например, Ethernet, USB, кабель для последовательной передачи данных и т. д.), стандартную или проприетарную беспроводную связь (например, Bluetooth, GSM, Wi-Fi), съемный накопитель данных, такой как карта SD, USB-носитель и т. д.
Отдельный отсек может содержать переключатель давления. В частности, переключатель адаптируют для регистрации времени, когда отдельный отсек выбрасывают из корпуса устройства для получения образцов.
Переключатель может представлять собой контактный переключатель или неконтактный переключатель. Контактный переключатель может представлять собой герконовый переключатель, переключатель давления или неконтактный переключатель, который может представлять собой индукционную спираль, встроенную в микропроцессор, или оптический переключатель, такой как LED и фотодиодную пару.
Предпочтительно, переключатель может представлять собой переключатель давления.
Переключатель давления сопряжен с небольшим выпячиванием на верхней поверхности средства приведения в действие (например, плунжера/поршня). Средство приведения в действие и отдельный отсек прикладывают давление друг к другу и тем самым сохраняют контакт друг с другом с помощью выпячивания и переключателя давления. В частности, когда устройство приводят в действие с помощью удерживающего средства, отдельный отсек по меньшей мере частично высвобождают и по меньшей мере частично выводят из зацепления со средством приведения в действие.
В частности, переключатель закрывают, когда отдельный отсек и средство приведения в действие зацеплены. Когда отдельный отсек и средство приведения в действие расцепляют, переключатель открывают. Типично, когда переключатель открывают, это ведет к моменту времени, когда получают образец и выбрасывают отдельный отсек. Обычно это происходит в точке, в которой отдельный отсек выбрасывают из устройства.
В альтернативных вариантах осуществления переключатель может представлять собой герконовый переключатель. Герконовый переключатель можно держать в закрытой конфигурации с помощью магнита, расположенного на средстве приведения в действие, в частности, внутри выпячивания на средстве приведения в действие. Когда отдельный отсек выбрасывают, магнит и герконовый переключатель более не находятся в контакте и, следовательно, герконовый переключатель открыт и предоставляет сигнал о том, что образец захвачен.
В других вариантах осуществления переключатель может представлять собой индукционную спираль. Компоновка индукционной спирали находится между средством приведения в действие и отдельным отсеком, в соответствии с чем ток индуцируют в спирали отдельного отсека. Когда отдельный отсек выбрасывают, индуцированный ток в спирали отдельного отсека больше не присутствует, что сигнализирует о том, что образец захвачен.
В других вариантах осуществления переключатель может представлять собой оптический переключатель. Оптический переключатель может представлять собой небольшой источник света (например, светоизлучающий диод) и светочувствительный резистор, которые расположены между средством приведения в действие и отдельным отсеком, так что свет влияет на электрическое сопротивление светочувствительного резистора. Когда отдельный отсек выбрасывают, источник света более не может влиять на светочувствительный резистор и результирующее изменение в сопротивлении интерпретируют как сигнал о тои, что образец захвачен.
Устройство для получения образцов может содержать датчик. В частности, отдельный отсек содержит датчик. В частности, датчик может представлять собой датчик pH и/или температурный датчик. В устройстве также можно использовать другие датчики, которые способны воспринимать другие факторы среды и сигнализировать о них, например, о давлении, растворенном веществе и т. п.
В частности, датчик может выступать из поверхности отдельного отсека с тем, чтобы быть обнаженным для внешней среды устройства для получения образцов.
В предпочтительных вариантах осуществления датчик представляет собой датчик/измеритель pH, который может содержать стеклянный pH микроэлектрод и pH микроэлектрод сравнения.
Типичный pH измеритель состоит из измерительного зонда (такого как стеклянный электрод) и зонда сравнения, соединенных с электронным измерителем, который измеряет и отображает или журналирует показания pH. В данной области известны различные pH измерители, которые можно использовать в этом изобретении. Предпочтительные воспринимающие pH компоненты в настоящем изобретении состоят из стеклянного микроэлектрода, сопряженного с микроэлектродом сравнения. Альтернативные варианты осуществления могут состоять из ионоселективных полевых транзисторов, твердотельных электродов сравнения или других подходящих технологий, широко известных в данной области.
В частности, печатная схема устройства может содержать pH схему. Схема может журналировать уровень pH во время прохождения устройства (например, вдоль желудочно-кишечного тракта), где схема содержит по меньшей мере pH электрод, электрод сравнения, микропроцессор, сборочный узел переключателя и источник мощности.
Типично, программное обеспечение и электронику сопрягают с миниатюризированным pH зондом, входящим в аналогово-цифровой преобразователь, опорным напряжением для pH электрода сравнения, контактом переключателя, который обнаруживает состояние конфигурации устройства как открытое или закрытое, универсальным асинхронным приемником/передатчиком (UART) для того, чтобы загружать сохраненные данные и выполнять диагностические функции, схемой обнаружения, соединенной с UART, и LED, соединенным с UART передатчиком.
В некоторых вариантах осуществления схему pH зонда разрабатывают без усилителей, но вместо этого ограничивают положительные и отрицательные связи для аналогово-цифрового преобразователя в микроконтроллере подходящим диапазоном выходного напряжения. Опорное напряжение датчика смешают с использованием простой резисторной делительной цепь. Необходим процессор, который включает опорное напряжение, которое можно выводить, и аналогово-цифровой преобразователь. При использовании меньшего числа компонентов по сравнению с более стандартной конструкцией, pH зонд легче помещается в небольшом пространстве. Уменьшенная схема с простой резисторной делительной цепью вместо усилителей представляет подходящий подход для требований к устройству для получения образцов.
Типично, датчик pH зависит от pH-условий, в которых его встраивали, которые можно предварительно программировать для того, чтобы реагировать/отвечать на определенные pH-условия в зависимости от внешней среды, в которую помещают устройство, например, от местоположения вдоль желудочно-кишечного тракта и/или в резервуаре (т. е. для биотехнологии/рыбы/другой обработки и т. п.) и/или других сельскохозяйственных системах. Датчик pH можно предварительно программировать для активации при уровнях pH 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 или 14 и/или в каких-либо диапазонах и/или их сочетаниях. Например, pH ниже 4 можно предварительно программировать с тем, чтобы активировать устройство в его второй конфигурации (например, в желудке), или предварительно программировать при pH выше 5 с тем, чтобы активировать устройство в его второй конфигурации (например, в тонкой или толстой кишке и/или сразу после попадания в тонкую или толстую кишку). Активация может включать временной элемент, так что активацию задерживают в течение заданного времени после обнаружения конкретного уровня pH. Активацию также можно программировать так, что необходима точность уровня pH прежде, чем запускают активацию. Например, с тем, чтобы не высвобождать удерживающее средство.
В частности, стеклянный электрод может выступать из поверхности отдельного отсека, с тем, чтобы на него воздействовала внешняя среда устройства для получения образцов, чтобы иметь возможность измерять pH с точностью +/-0,5 единицы pH (5% точность) и получать множество показаний (например приблизительно 3000 показаний или больше), которые можно предварительно выполнять с возможностью определения скорости измерения pH и журналирования.
В частности, датчик/измеритель можно соединять с батареей и ассоциированными электронными схемами внутри отдельного отсека.
Кроме того, схема также может журналировать момент приведения в действие, в этой точке образец засасывают в корпус (т. е. собирают). Этого достигают посредством мониторинга освобождения переключателя (т. е. когда переключатель открыт и более не находится в контакте и/или не зацеплен со средством приведения в действие).
В некоторых вариантах осуществления устройство дополнительно может содержать температурный датчик, датчик давления, ультразвуковой датчик, биодатчик и/или датчик растворенного вещества или тому подобное.
В некоторых вариантах осуществления датчик/измеритель можно программировать на высвобождение удерживающего средства по отношению к конкретной единице pH, моменту времени, температуре, концентрации растворенного вещества или какой-либо комбинации этих параметров. Например, такое программирование может включать: момент времени 60 минут после повышения pH около 3 единиц pH или повышения pH около 2 единиц pH и пребывания повышенным в течение 3 последовательных минут и т. д.
В некоторых вариантах осуществления устройство для получения образцов дополнительно содержит удерживающее средство, которое с возможностью высвобождения удерживает отдельный отсек внутри корпуса устройства для получения образцов. В частности, корпус устройства для получения образцов содержит удерживающее средство.
Удерживающее средство временно предотвращает выбрасывание средства приведения в действие (например, плунжера/поршня) из корпуса до заданного времени и/или состояния. Удерживающее средство может представлять собой какой-либо элемент или объект или механизм, который задерживает высвобождение отдельного отсека из корпуса устройства. В частности, удерживающее средство удерживает отдельный отсек внутри корпуса устройства и поддерживает устройство в сжатой и закрытой конфигурации.
Удерживающее средство можно активировать пассивно или активно.
В частности, удерживающее средство можно активировать автоматически, программировать и/или активировать удаленно.
В некоторых вариантах осуществления удерживающее средство может представлять собой материал, который реагирует на изменения во внешней среде устройства и/или блокирующего механизма и/или крепежного средства.
В некоторых вариантах осуществления удерживающее средство может представлять собой материал, который реагирует на изменения во внешней среде устройства. Удерживающее средство может быть в форме покрытия, штыря и/или кольцевой прокладки. В предпочтительных вариантах осуществления удерживающее средство имеет форму покрытия. Покрытие может окружать все устройство или может частично покрывать только определенные части устройства или располагаться в конкретной части устройства.
Типично, устройство может встречаться с различиями в физиологических характеристиках, таких как pH, давление, температура, ферментативная активность и т. п. (например, в зависимости от того, находится ли устройство в желудке, ободочной кишке и т. д., в частности, при перемещении вдоль желудочно-кишечного тракта животного). Следовательно, внешняя среда устройства является переменной. В конкретных вариантах осуществления устройство для получения образцов может содержать удерживающее средство, которое представляет собой материал, который реагирует на pH, температуру, свет, влажность, концентрацию растворенного вещества или активность или концентрацию ферментов. В частности, материал может быть разрушаемым, перевариваемым или растворимым.
Материал может окружать все устройство или может частично покрывать только определенные части устройства или располагаться в конкретной части устройства. Материал может быть расположен и/или может покрывать конец устройства, который выбрасывает отдельный отсек. Материал также может покрывать отверстие, например, впуск, выпуск и/или впуск и выпуск. В частности, материал может быть в форме покрытия, штыря и/или кольцевой прокладки.
В некоторых вариантах осуществления удерживающее средство может представлять собой материал, который реагирует на изменения во внешней среде, где удерживающее средство представляет собой материал в форме покрытия. Покрытие может окружать все устройство и/или части устройства. Покрытие помогает устройству удерживать отдельный отсек внутри корпуса.
В некоторых вариантах осуществления удерживающее средство может представлять собой материал, который реагирует на изменения во внешней среде, где удерживающее средство представляет собой материал в форме кольцевой прокладки. Кольцевая прокладка помогает удерживать отдельный отсек с корпусом.
В некоторых вариантах осуществления удерживающее средство может представлять собой материал, который реагирует на изменения во внешней среде, где удерживающее средство представляет собой материал, который может быть в форме покрытия и кольцевой прокладки, тем самым удерживая отдельный отсек внутри корпуса и также поддерживая кольцевую прокладку сухой и сохраняя интактную механическую прочность кольцевой прокладки.
Материал растворяется постепенно при контакте с изменением pH, изменением температуры, изменением в свете, изменением во влажности, изменением концентрации растворенного вещества или ферментативного окружения. Скоростью разрушения, перевариваемостью и/или растворимостью можно управлять посредством или различий в химической структуре материала или посредством различий в толщине нанесения и/или форме схожих материалов, или посредством того и другого. В частности, материал может требовать два или больше слоев одного и того же материала или различных материалов.
В некоторых вариантах осуществления pH-чувствительный материал может содержать и/или состоять из pH-чувствительного материала, который разрушается в щелочной среде или в кислой среде. Скоростью разрушения можно управлять посредством или различий в химической структуре материала или посредством различий в толщине нанесения и/или в форме схожих материалов, или посредством и того и другого.
В некоторых вариантах осуществления первый материал/слой растворяется в ответ на первый pH, первую температуру, первую длину волны света, первую концентрацию растворимого вещества или первую ферментативную активность, а второй материал/слой растворяется в ответ на второй, отличающийся pH, отличающуюся температуру, отличающуюся длину волны света, отличающуюся концентрацию растворенного вещества или отличающуюся ферментативную активность.
Материал может зависеть от pH и растворяться в желудке, когда находится в контакте с кислотой желудка и в кислых условиях при pH 4, или в толстой кишке, когда находится в щелочных условиях, таких как pH от 5 до 6 или выше 7, и/или в каких-либо их сочетаниях.
В конкретных вариантах осуществления материал может представлять собой целлюлозу, ацетатфталат, глицеринстеараты, парафин, эпоксидные соединения или поли(метил)акрилаты, такие как Эудражит® L, S или E. Предпочтительно, материал представляет собой Эудражит® L, S или E.
В некоторых вариантах осуществления материал может содержать и/или состоять из температурочувствительного материала, который разрушается при увеличении или уменьшении температуры. Теплочувствительный материал может представлять собой клей, клееподобный материал или воск. В частности, воск может представлять собой парафин, микрокристаллический воск, эфирный воск, полиэфирный воск или овощной воск. Предпочтительный вариант осуществления может представлять собой парафин с температурой плавления выше температуры тела животного. На фиг. 8K представлен пример теплочувствительного материала в качестве удерживающего средства.
В некоторых вариантах осуществления материал может содержать и/или состоять из фоточувствительного материала, который разрушается при определенной длине волны, такой как клей и/или другие подобные материалы, известные в данной области. В частности, когда материал подвергают воздействию света, например, подвергают воздействию светоизлучающего диода, (клеевой) материал разрушается. На фиг. 8L представлен пример фоточувствительного материала в качестве удерживающего средства.
В некоторых вариантах осуществления материал может содержать и/или состоять из материала, который разрушается при изменении во влажности или концентрации растворенного вещества.
В некоторых вариантах осуществления материал может содержать и/или состоять из материала, который разрушается при изменении ферментативной активности и/или концентрации.
В альтернативных вариантах осуществления удерживающее средство может представлять собой блокирующий механизм. В частности, блокирующий механизм может быть между корпусом и отдельным отсеком. В некоторых вариантах осуществления удерживающее средство может содержать материал, который реагирует на изменения во внешней среде устройства, и блокирующий механизм. Материал, который реагирует на изменения во внешней среде, может реагировать на pH, температуру, свет, влажность, концентрацию растворенного вещества или активность или концентрацию ферментов. В частности, материал может быть разрушаемым, перевариваемым или растворимым.
Материал может окружать все устройство или может частично покрывать только определенные части устройства или располагаться в конкретной части устройства. Материал может быть расположен и/или может покрывать конец устройства, который выбрасывает отдельный отсек. Материал также может покрывать отверстие, например, впуск, выпуск и/или впуск и выпуск. В частности, материал может быть в форме покрытия, штыря и/или кольцевой прокладки. Материал может быть в форме покрытия.
Материал растворяется постепенно при контакте с изменением pH, изменением температуры, изменением в свете, изменением влажности, изменением концентрации растворенного вещества или ферментативного окружения. Скоростью разрушения, перевариваемостью и/или растворимостью можно управлять посредством или различий в химической структуре материала или посредством различий в толщине нанесения и/или в форме схожих материалов, или посредством и того и другого. В частности, материал может требовать два или больше слоев одного и того же материала или различных материалов.
В некоторых вариантах осуществления pH-чувствительный материал может содержать и/или состоять из pH-чувствительного материала, который разрушается в щелочной среде или в кислой среде. Скоростью разрушения можно управлять посредством или различий в химической структуре материала или посредством различий в толщине нанесения и/или в форме схожих материалов, или посредством и того и другого.
В некоторых вариантах осуществления первый материал/слой растворяется в ответ на первый pH, первую температуру, первую длину волны света, первую концентрацию растворимого вещества или первую ферментативную активность, а второй материал/слой растворяется в ответ на второй, отличающийся pH, отличающуюся температуру, отличающуюся длину волны света, отличающуюся концентрацию растворенного вещества или отличающуюся ферментативную активность.
Материал может зависеть от pH и растворяться в желудке, когда находится в контакте с кислотой желудка и в кислых условиях при pH 4, или в толстой кишке, когда находится в щелочных условиях, таких как pH от 5 до 6 или выше 7, и/или каких-либо их сочетаниях.
В конкретных вариантах осуществления материал может представлять собой целлюлозу, ацетатфталат, глицеринстеараты, парафин, эпоксидные соединения или поли(метил)акрилаты, такие как Эудражит® L, S или E. Предпочтительно, материал представляет собой Эудражит® L, S или E.
В некоторых вариантах осуществления материал может содержать и/или состоять из температурочувствительного материала, который разрушается при увеличении или уменьшении температуры. Теплочувствительный материал может представлять собой клей, клееподобный материал или воск. В частности, воск может представлять собой парафин, микрокристаллический воск, эфирный воск, полиэфирный воск или овощной воск. Предпочтительный вариант осуществления может представлять собой парафин с температурой плавления выше температуры тела животного. На фиг. 8K представлен пример теплочувствительного материала в качестве удерживающего средства.
В некоторых вариантах осуществления материал может содержать и/или состоять из фоточувствительного материала, который разрушается при определенной длине волны, такой как клей и/или другие подобные материалы, известные в данной области. В частности, когда на материал воздействуют светом, например, воздействуют светоизлучающим диодом, (клеевой) материал разрушается. На фиг. 8L представлен пример фоточувствительного материала в качестве удерживающего средства.
В некоторых вариантах осуществления материал может содержать и/или состоять из материала, который разрушается при изменении влажности или концентрации растворенного вещества.
В некоторых вариантах осуществления материал может содержать и/или состоять из материала, который разрушается при изменении активности и/или концентрации ферментов.
Типично, блокирующий механизм представляет собой механический элемент, который делает возможным сопряжение одного или нескольких элементов, которые способны влиять на отдельные элементы и/или другие объекты при движении или работе.
В частности, блокирующий механизм можно закреплять или высвобождать посредством вращательного, радиального или линейного движения или средства.
В частности, удерживающее средство может представлять собой (i) вращающийся (т. е. вращательный) блокирующий механизм или (ii) радиальный блокирующий механизм или (iii) линейный блокирующий механизм.
В некоторых вариантах осуществления блокирующий механизм может быть вращательным, таким как байонетная оправа, захват точки вращения, группа вращающихся магнитов или электромагниты (см. их изображения на фиг. 8C и 8I). Предпочтительно, вращательный блокирующий механизм представляет собой байонетную оправу.
Байонетные оправы типично известны в данной области в качестве крепежных элементов, которые состоят из охватываемой стороны с одним или несколькими радиальными штырями и охватывающей принимающей стороны с соответственным L-образной щелью(щелями) и с пружиной(пружинами), чтобы удерживать две части в зацеплении и блокированными вместе. Щели могут иметь форму заглавной буквы L с засечкой (короткий поднятый вверх сегмент на конце горизонтального штриха); штырь скользит в вертикальный штрих в L, вращается вдоль горизонтального штриха, затем поднимается слегка вверх в короткую вертикальную «засечку» с помощью пружины; соединитель более не может свободно вращаться до тех пор, пока его не толкнут вниз к пружине до тех пор, пока штырь не выйдет из «засечки», и, следовательно, не будет разблокирован и высвобожден.
В частности, когда удерживающее средство может представлять собой байонетную оправу, средство приведения в действие (например, плунжер/поршень) прикрепляют в отверстии устройства так, что оно не может вращаться, находясь в сжатом состоянии. Отдельный отсек заставляют поворачиваться к этому прикреплению до тех пор, пока блокирующий механизм байонетной оправы не выровняют таким образом, что отдельный отсек более не удерживается, и, таким образом происходит высвобождение отдельного отсека. Тем самым, высвобождающее давление в корпусе устройства и, таким образом, средстве приведения в действие распространяется вдоль корпуса, выталкивая отдельный отсек из устройства из первой сжатой конфигурации во вторую расправленную конфигурацию.
В конкретных вариантах осуществления вращательный механизм может представлять собой захват точки вращения. В частности, штырь может мешать стопорному средству на корпусе устройства. При активации, устройство вращают с помощью движущей силы так, что оно открывает стопорное средство и происходит высвобождение отдельного отсека. На фиг. 8C представлен пример блокирующего механизма захвата точки вращения.
В конкретных вариантах осуществления вращательный механизм может представлять собой группу вращающихся магнитов. В частности, постоянные магниты содержатся в стенке корпуса и отдельном отсеке. Когда они выровнены, притягивание магнитов удерживает отдельный отсек внутри корпуса устройства. Под воздействием вращающего усилия магниты перемещают из выравнивания и происходит потеря силы притягивания. Затем происходит высвобождение отдельного отсека. На фиг. 8I представлен пример вращающихся магнитов в качестве вращательного блокирующего механизма.
В конкретных вариантах осуществления вращательный механизм может быть электромагнитным. В частности, на электромагниты, встроенные в стенки отдельного отсека и корпуса, подают энергию так, что они притягиваются. Этого притягивания достаточно для того, чтобы предотвращать движение отдельного отсека относительно корпуса. После устранения питающего тока, сила притягивания более не удерживает два отсека и после этого происходит высвобождение отдельного отсека.
В некоторых вариантах осуществления блокирующий механизм может быть радиальным, например, сжимаемый материал (т. е. резиновое уплотнительное кольцо), трение выгнутого элемента, пружинное кольцо или втягиваемый захват (см. их изображения на фиг. 8A, 8B или 8G). Предпочтительно, радиальный блокирующий механизм представляет собой сжимаемый материал, такой как резиновая уплотнительная кольцевая прокладка.
В конкретных вариантах осуществления радиальный блокирующий механизм может представлять собой какой-либо сжимаемый материал. В некоторых вариантах осуществления материал может быть эластомерным. В частности, сжимаемый материал может представлять собой уплотнительную кольцевую прокладку или изгибаемый полосочный элемент. В частности, кольцо из сжимаемого материала сжимают между крышкой и телом отдельного отсека. Это сжатие заставляет материал уплотнительного кольца выходить наружу (радиально) так, что он входит в контакт с внутренней поверхностью корпуса устройства. Возникающего трения достаточно для того, чтобы предотвращать выбрасывание отдельного отсека, и, следовательно, разъемно удерживать его. Сжатие кольца уменьшают в конкретных условиях и/или в заданное время, уменьшая трение между отдельным отсеком и корпусом и, тем самым, высвобождая отдельный отсек.
В конкретных вариантах осуществления радиальный блокирующий механизм может представлять собой выгнутый элемент. В частности, продольные элементы на внешней поверхности отдельного отсека удерживают сжатыми так, что заставляют их выгибаться наружу. Эти элементы входят в контакт с внутренней поверхностью корпуса устройства, создавая фрикционное препятствие, которое предотвращает высвобождение отдельного отсека. В конкретных условиях и/или в заданное время уменьшают сжатие продольных элементов, уменьшая трение между отдельным отсеком и корпусом, что делает возможным высвобождение отдельного отсека. На фиг. 8A представлен пример радиального блокирующего механизма с выгнутым элементом.
В конкретных вариантах осуществления радиальный механизм может представлять собой пружинное кольцо. Типично, пружинное кольцо является формой крепления, которое состоит из полугибкого металлического кольца с открытыми концами, которое может допускать вращение, но предотвращать латеральное движение. В частности, пружинное кольцо сажают в канавку на внешней поверхности отдельного отсека. Пружинное кольцо может мешать стопорному средству корпуса устройства. Пружинное кольцо сжимают в конкретных условиях и/или в заданное время, уменьшая его диаметр и делая возможным перемещение за стопорное средство, что делает возможным высвобождение отдельного отсека. На фиг. 8B представлен пример радиального блокирующего механизма с пружинным кольцом.
В конкретных вариантах осуществления радиальный блокирующий механизм может представлять собой втягиваемый захват. В частности, полоску материала деформируют так, что она выступает через перфорации на стороне отдельного отсека и входит в зацепление с конструктивными признаками на внутренней стенке корпуса устройства. Эти конструктивные признаки взаимодействуют с полоской для того, чтобы предотвращать высвобождение отдельного отсека. В конкретных условиях и/или в заданное время с полоски снимают напряжение и она отходит от этих конструктивных признаков, делая возможным высвобождение отдельного отсека. На фиг. 8G представлен пример втягиваемого захвата в качестве радиального блокирующего механизма.
В некоторых вариантах осуществления блокирующий механизм может быть линейным, таким как деформируемая закраина и/или барабан, ушко или штырь на конце корпуса или штырь, который держит отдельный отсек на месте, или биметаллическая защелка, которая выступает через корпус, удерживая отдельный отсек на месте, электромагниты и/или сплав с памятью геометрической формы (см. их изображения на фиг. 8D, 8E, 8F, 8H или 8J). Предпочтительно, линейный блокирующий механизм представляет собой штырь, который толкает отдельный отсек на место.
В конкретных вариантах осуществления линейный блокирующий механизм может представлять собой деформируемую закраину. В частности, участок корпуса делают деформируемым, так что когда его толкают, происходит высвобождение отдельного отсека. Типично, прорезы (например, закраины) выполняют в корпусе устройства так, что он становится более легко деформируемым. В частности, такие прорезы выполняют из деформируемого материала, такого как сплав с памятью геометрической формы. В конкретных условиях и/или в заданное время, отдельный отсек толкают относительно прорезов, которые складываются назад для того, чтобы сделать возможным высвобождение отдельного отсека, и затем возвращаются к своему нормальному состоянию для того, чтобы останавливать высвобождение средства приведения в действие. Такие прорезы также могут выполнять функцию стопорного средства. На фиг. 8H представлен пример деформируемого штыря в качестве линейного блокирующего механизма.
В конкретных вариантах осуществления линейный блокирующий механизм может представлять собой сплав с памятью геометрической формы (SMA). В частности, профилированный элемент, состоящий из сплава с памятью геометрической формы, деформируют так, что он взаимодействует между отдельным отсеком и корпусом. В конкретных условиях и/или в заданное время можно подавать ток или сплав с памятью геометрической формы можно нагревать с помощью некоторого другого средства, и сплав с памятью геометрической формы возвращается к своей исходной геометрической форме. Исходную геометрическую форму определяют так, чтобы она позволяла высвобождать отдельный отсек. На фиг. 8H представлен пример сплава с памятью геометрической формы в качестве линейного блокирующего механизма.
В конкретных вариантах осуществления линейный блокирующий механизм может представлять собой штырь. В частности, штырь располагают между дырой в стенке отдельного отсека и корпусом устройства, препятствуя высвобождению отдельного отсека. В конкретных условиях и/или в заданное время, штырь или втягивают внутрь или выталкивают наружу, делая возможным высвобождение отдельного отсека. На фиг. 8E представлен пример штыря в качестве линейного блокирующего механизма.
В конкретных вариантах осуществления линейный блокирующий механизм представляет собой биметаллическую защелку. В частности, профилированную биметаллическую полоску фиксируют на внешней поверхности корпуса так, что один конец выступает через дыру в корпусе и в дыру в отдельном отсеке. В конкретных условиях и/или в заданное время биметаллическую полоску нагревают и тем самым деформируют, что заставляет выступающий конец отходить обратно и делает возможным высвобождение отдельного отсека. На фиг. 8F представлен пример биметаллической защелки в качестве линейного блокирующего механизма.
В конкретных вариантах осуществления линейный блокирующий механизм может представлять собой электромагниты. В частности, поверхность конца отдельного отсека состоит из железного материала. Конец корпуса выполняют из железного электромагнита. Ток пропускают через электромагнит, создавая силу притягивания между концом корпуса и поверхностью конца отдельного отсека, предотвращая высвобождение отдельного отсека. Когда ток прекращают, силы притягивания более не существует и можно высвобождать отдельный отсек. На фиг. 8J представлен пример электромагнитов в качестве линейного блокирующего механизма.
В других вариантах осуществления удерживающее средство может представлять собой крепежное средство и/или материал, который реагирует на изменения во внешней среде устройства (как описано ранее). В частности, средство приведения в действие устройства связывают к закрывающему средству, и движение средства приведения в действие ведет к тому, что закрывающее средство блокирует отверстие. В других вариантах осуществления крепежное средство также связывают к закрывающему средству.
Крепежное средство может представлять собой какое-либо устройство или сопряженные элементы, которые могут удерживать и закреплять другие объекты для того, чтобы предотвращать движение или разделение через приложение давления.
В частности, крепежное средство может представлять собой зажим, который держит связь на месте при натяжении.
В конкретных вариантах осуществления крепежное средство можно активировать посредством блокирующего механизма любой формы, описанной ранее. Блокирующий механизм можно закреплять или высвобождать посредством вращательного, радиального или линейного движения или средства. Предпочтительно, блокирующий механизм представляет собой захват. Можно использовать захват любой формы, известной в данной области.
Захват может состоять из определенного числа частей, которые заставляют взаимодействовать друг с другом, возможно, в сочетании с рычагами и точками поворота. Части могут включать крюковые элементы и/или фрикционные элементы. Одна часть этой группировки может быть гибкой, например, когда усилие прикладывают к ней, она сгибается или деформируется или перемещается иным образом. Это движение организовано так, что составляющие части захвата более не взаимодействуют друг с другом и захват высвобождают, тем самым высвобождая удерживающее средство и, таким образом, высвобождая отдельный отсек.
В этом конкретном варианте осуществления, средство приведения в действие может не содержать пружину, может не содержать клапан и может не содержать стопорное средство.
В этом конкретном варианте осуществления средство приведения в действие (например, плунжер/поршень) и закрывающее средство связывают. Когда удерживающее средство (или крепежное средство и/или материал, который реагирует на изменения во внешней среде устройства) активируют (пассивно или активно), отдельный отсек высвобождают, тем самым средство приведения в действие перемещается вдоль корпуса устройства для получения образцов из-за падения давления внутри корпуса устройства. Средство приведения в действие, связанное с закрывающим средством, находится в натяжении. Средство приведения в действие перемещается вдоль корпуса устройства, привязанная связь тянет закрывающее средство вдоль до тех пор, пока закрывающее средство не достигает отверстия. Закрывающее средство толкают или тянут в отверстие, формируя закрытое устройство. Одновременно средство приведения в действие засасывает образец в камеру устройства. Тем самым, образец герметизируют внутри устройства. Поскольку средство приведения в действие связывают с закрывающим средством при натяжении, средство приведения в действие (плунжер/поршень) нельзя высвобождать больше, и, таким образом, стопорное средство не требуется для того, чтобы останавливать выход плунжера из устройства.
В альтернативных вариантах осуществления удерживающее средство также связывают с закрывающим средством при натяжении.
Дополнительные варианты осуществления может содержать пружину для увеличения усилия, при котором средство приведения в действие двигается вдоль корпуса.
Устройство для получения образцов дополнительно может содержать запускающее средство. Запускающее средство может представлять собой элемент устройства, который можно активировать автоматически, который предварительно запрограммирован и/или который активируют удаленно. Запускающее средство может представлять собой элемент, который способен на взаимодействие с удерживающим средством, чтобы обеспечивать эффект для высвобождения отдельного отсека устройства для получения образцов.
В конкретных вариантах осуществления удерживающее средство можно активировать с помощью запускающего средства и/или в ответ на высвобождающий параметр.
В конкретных вариантах осуществления блокирующий механизм можно активировать с помощью запускающего средства и/или в ответ на высвобождающий параметр.
В конкретных вариантах осуществления крепежное средство можно активировать с помощью запускающего средства и/или в ответ на высвобождающий параметр.
В частности, запускающее средство можно активировать автоматически, предварительно программировать и/или активировать удаленно.
В некоторых вариантах осуществления запускающее средство может представлять собой форму электронного приведения в действие.
Электронное приведение в действие можно выбирать из электромагнитного средства (такого как соленоиды и/или двигатель, магнитострикционные материалы), пьезоэлектронного средства (такого как пакет или диафрагма), средств изменения геометрической формы (проволока с памятью формы), электрохимических средств (газовыделение батареи, генератор искры, светочувствительный адгезив), нагревательного элемента и/или предохранителя (сгорание предохранителя, нагревательный элемент или восковой исполнительный механизм).
В конкретных вариантах осуществления запускающее средство может представлять собой соленоид или двигатель. Соленоид или двигатель может состоять из проволоки, навитой вокруг центрального металлического сердечника. Когда ток пропускают через проволоку, получаемое электромагнитное поле заставляет твердый сердечник перемещаться. Это движение можно использовать для реализации одного или нескольких механизмов, необходимых для высвобождения блокирующего механизма и/или удерживающего средства.
В конкретных вариантах осуществления запускающее средство может представлять собой магниторестриктивный материал. Когда магнитное поле накладывают на магниторестриктивный материал, материал меняет геометрическую форму и/или размеры. Это изменение геометрической формы или размеров можно использовать в качестве источника кинетической энергии, чтобы реализовать один или несколько механизмов, необходимых для высвобождения блокирующего механизма и/или удерживающего средства.
В конкретных вариантах осуществления запускающее средство может представлять собой пьезомагнитный материал. Когда электрическое поле накладывают на пьезомагнитный материал, возникает механическое напряжение. Усилие, создаваемое этим пьезоэлектрическим эффектом, можно использовать в качестве источника кинетической энергии, чтобы реализовать один или несколько механизмов, необходимых для высвобождения блокирующего механизма и/или удерживающего средства. Доступное усилие можно увеличивать, создавая пакет пьезоэлектрических элементов.
В конкретных вариантах осуществления запускающее средство может представлять собой проволоку с памятью формы. В частности, проволока с памятью формы может представлять собой нить из никелево-титанового сплава (например, Nitinol® или Flexinol®), которая изменяет длину в присутствии электрического тока. Усилие, создаваемое посредством этого измерения длины, можно использовать в качестве источника кинетической энергии, чтобы реализовать один или несколько механизмов, необходимых для высвобождения блокирующего механизма и/или удерживающего средства.
В конкретных вариантах осуществления запускающее средство может представлять собой предохранитель. В частности, используют отрезок материала, который выдерживает энергию средства приведения в действие (например, содержащего пружину), предотвращая высвобождение отдельного отсека из корпуса устройства. Когда ток подают на материал, электрическое сопротивление заставляет материал нагреваться, что вызывает механический отказ. Типично, материал представляет собой цинк, медь, серебро, алюминий или сплавы, разработанные для обеспечения предсказуемых характеристик отказа. Отказ предохранителя будет высвобождать блокирующий механизм и/или удерживающее средство, делая возможным высвобождение отдельного отсека.
В дополнительных вариантах осуществления удерживающее средство и/или запускающее средство можно активировать автоматически, предварительно программировать и/или активировать удаленно.
Запускающее средство можно инициировать автоматически в ответ на высвобождающий параметр (pH, температура и т. д.). запускающее средство можно инициировать посредством инструкций, запрограммированных в микропроцессоре отдельного отсека, в ответ на высвобождающий параметр. Запускающее средство также можно инициировать посредством внешней беспроводной системы в ответ на внешний высвобождающий параметр, например, время, дневной свет или через прямое вмешательство пользователя системы.
В некоторых вариантах осуществления удерживающее средство и/или запускающее средство активируют в ответ на высвобождающий параметр. В конкретных вариантах осуществления удерживающее средство высвобождают в ответ на высвобождающий параметр.
Когда высвобождающий параметр можно активировать посредством физиологических характеристик, таких как pH, давление, температура, или посредством внешней удаленной активации, высвобождающий параметр может активировать удерживающее средство и/или запускающее средство.
Высвобождающий параметр может представлять собой изменение в pH, изменение в температуре, изменение в свете, изменение во влажности, концентрации растворенного вещества и/или активности или концентрации фермента, и/или активировать можно в заданное время и/или при заданном pH и/или при заданной температуре и/или заданном свете и/или заданной влажности и/или заданной концентрации растворенного вещества и/или заданной активности или концентрации фермента или в местоположении и/или при условиях окружающей среды и т. д.
В конкретных вариантах осуществления высвобождающий параметр можно активировать удаленно снаружи организма животного или можно предварительно программировать на основании времени или можно активировать на основании других физиологических характеристик, таких как pH, давление, температура и т. д.
В частности, высвобождающий параметр может отвечать за внешнюю среду устройства и/или можно активировать в ответ на заданный сигнал от внутреннего процессора и/или контроллера в устройстве.
Устройство можно программировать для открывания по отношению к сигналу pH, который обозначает опорожнение желудка, например, 60 минут после повышения pH выше pH 3 или 60 минут после того, как pH повышается по меньшей мере на 2 единицы pH и остается повышенным в течение 3 последовательных минут. Дополнительно, изменение в температуре также можно использовать для того, чтобы идентифицировать подъем pH желудка из-за приема воды, чтобы эти случаи не путать с опорожнением желудка.
В данной области известны способы калибровки с использованием параметров, таких как время, температура, pH и т. д., чтобы определять местоположение в желудочно-кишечном тракте животного. В целом, ожидают, что pH во время прохождения в желудочно-кишечном тракте резко повышается при опорожнении желудка, продолжает расти с меньшей скоростью вдоль тонкой кишки, резко падает при попадании в толстую кишку прежде, чем снова начнет расти очень медленно (это можно видеть на фиг. 9). В частности, можно идентифицировать время, за которое устройство достигает конца тонкой кишки, например, следующим образом; (1) обнаружение подъема pH по меньшей мере 4 единицы pH, (2) такое повышение pH сохраняется в течение приблизительно 10 минут и (3) такое повышение имеет место по меньшей мере 30 минут после выхода из желудка.
В некоторых вариантах осуществления устройство может содержать контроллер (снаружи или внутри устройства), который управляет активацией высвобождающего параметра. В частности, контроллер или может генерировать сигнал в заданное время или может принимать сигнал извне или генерировать сигнал в ответ на посылаемые параметры, такие как pH, температура, давление, ферментативная активность или тому подобное.
В некоторых вариантах осуществления сигнал вызывают в схеме устройства с помощью группы электромагнитных спиралей снаружи организма тестового субъекта. Движение тестового субъекта (например, прохождение между группой электромагнитных спиралей или движение переносной группы спиралей около организма тестового субъекта), индуцирует ток в схеме устройства. Этот ток интерпретируют как сигнал, который выполняет функцию высвобождающего параметра.
В некоторых вариантах осуществления схема содержит приемную катушку для сигналов, которая принимает беспроводной сигнал от внешнего передатчика. Этот сигнал может инициировать внешний оператор в какое-либо время, и он выполняет функцию высвобождающего параметра.
В конкретных вариантах осуществления изобретения, удерживающее средство может представлять собой вращательный блокирующий механизм, такой как байонетная оправа, который активируют с помощью запускающего средства. На фиг. 5A и 5B представлены схематические иллюстрации примера байонетной оправы в качестве вращательного блокирующего механизма в устройстве.
В конкретных вариантах осуществления изобретения, удерживающее средство может представлять собой вращательный блокирующий механизм, такой как байонетная оправа, который активируют с помощью запускающего средства, такого как пьезо-балка.
В частности, отдельный отсек вставляют в корпус и вращают для зацепления со средством приведения в действие. Отдельный отсек и средство приведения в действие (т. е. плунжер/поршень) входят в зацепление друг с другом для того, чтобы поддерживать сохраненную энергию, с помощью штыря или другого установочного устройства. Это вращение вызывает расширение пружины в блокирующем механизме, которое обеспечивает усилие для вращения отдельного отсека внутри корпуса, пружина хранит определенное количество энергии. Вращение также вызывает выравнивание выпячивания на отдельном отсеке и корпусе, что предотвращает высвобождение отдельного отсека и, тем самым, обеспечивает разъемное удерживание. Тем самым, устройство находится в своей сжатой конфигурации.
Когда датчики (например, pH и/или температурные) обнаруживают подходящее изменение в pH и/или температуре, сигнал посылают из микропроцессора на пьезоэлектрическую балку, что вызывает отклонение балки. Это отклонение выводит из зацепления установочный штырь и допускает высвобождение сохраненной энергии пружины, вращая отдельный отсек внутри корпуса. Это вращение нарушает выравнивание выпячиваний в отдельном отсеке и корпусе, что позволяет выбрасывать отдельный отсек с помощью средства приведения в действие.
В конкретных вариантах осуществления изобретения удерживающее средство может представлять собой вращательный блокирующий механизм, такой как байонетная оправа, который активируют с помощью запускающего средства, такого как проволока с памятью формы.
В частности, отдельный отсек вставляют в корпус и вращают для зацепления со средством приведения в действие с помощью штыря или другого установочного устройства. Это вращение заставляет пружину вытягиваться, сохраняя определенное количество энергии внутри пружины. Вращение также заставляет выравниваться выпячивания на отдельном отсеке и корпусе, предотвращая высвобождение отдельного отсека. Сейчас устройство находится в своем сжатом состоянии. Когда датчики (например, pH и/или температурные) обнаруживают подходящее изменение в pH и/или температуре, на отрезок проволоки с памятью формы из микропроцессора посылают сигнал, который заставляет проволоку с памятью формы укорачиваться. Один конец проволоки с памятью формы прикрепляют к установочному штырю. Это укорочение выводит из зацепления установочный штырь и делает возможным высвобождение сохраненной энергии пружины, что вращает отдельный отсек внутри корпуса. Это вращение нарушает выравнивание выпячиваний в отдельном отсеке и корпусе, делая возможным выбрасывание отдельного отсека с помощью средства приведения в действие.
В конкретных вариантах осуществления изобретения удерживающее средство может представлять собой вращательный блокирующий механизм, такой как байонетная оправа, который активируют с помощью запускающего средства, такого как сплав с памятью геометрической формы (SMA)
В частности, отдельный отсек вставляют в корпус и вращают для зацепления со средством приведения в действие с помощью штыря или другого установочного устройства. Это вращение заставляет простой пружинный элемент вытягиваться, сохраняя определенное количество энергии внутри пружины. Вращение также заставляет выравниваться выпячивания на отдельном отсеке и корпусе, предотвращая высвобождение отдельного отсека. Сейчас устройство находится в своем сжатом состоянии. Когда датчики (например, pH и/или температурные) обнаруживают подходящее изменение в pH и/или температуре, из микропроцессора на отрезок деформированного сплава с памятью геометрической формы посылают сигнал, который заставляет сплав с памятью геометрической формы возвращаться к своей начальной форме. Один конец сплава с памятью геометрической формы прикрепляют к установочному штырю. Это изменение в форме выводит из зацепления установочный штырь и делает возможным высвобождение сохраненной энергии пружины, что вращает отдельный отсек внутри корпуса. Это вращение нарушает выравнивание выпячиваний в отдельном отсеке и корпусе, делая возможным выбрасывание отдельного отсека с помощью средства приведения в действие.
В конкретных вариантах осуществления изобретения, удерживающее средство может представлять собой радиальный блокирующий механизм, такой как сжимаемый материал, который активируют с помощью запускающего средства. На фиг. 6 представлена схематическая иллюстрация примера уплотнительного кольца в качестве радиального блокирующего механизма на устройстве.
В конкретных вариантах осуществления изобретения, удерживающее средство может представлять собой радиальный блокирующий механизм, такой как сжимаемый материал в форме уплотнительного кольца, который активируют с помощью запускающего средства, такого как пьезо-балка.
В частности, отдельный отсек вставляют линейно в корпус. Продолжение линейного усилия на отдельном отсеке (после того, как он внутри корпуса) вызывает сжатие эластического уплотнительного кольца между крышкой и корпусом отдельного отсека. Это сжатие вызывает деформацию уплотнительного кольца так, что оно взаимодействует со стопорным средством (например, закраиной) на конце корпуса, предотвращая высвобождение отдельного отсека. Уплотнительное кольцо удерживают сжатым с помощью механизма захвата внутри отдельного отсека. Когда датчики (например, pH и/или температурные) обнаруживают подходящее изменение в pH и/или температуре, из микропроцессора посылают сигнал на пьезоэлектрическую балку, который вызывает отклонение балки. Это отклонение выводит из зацепления механизм захвата и позволяет уплотнительному кольцу восстанавливать свое начальное, несжатое состояние, в котором оно более не взаимодействует со стопорным средством (например, закраиной) на корпусе. Затем отдельный отсек выбрасывают с помощью средства приведения в действие.
В конкретных вариантах осуществления изобретения, удерживающее средство может представлять собой радиальный блокирующий механизм, такой как сжимаемый материал в форме уплотнительного кольца, который активируют с помощью запускающего средства, такого как проволока с памятью формы.
В частности, отдельный отсек вставляют линейно в основной корпус пилюли. Продолжение линейного усилия на отдельном отсеке (после того, как он внутри основного корпуса пилюли) вызывает сжатие эластического уплотнительного кольца между крышкой и корпусом отдельного отсека. Это сжатие вызывает деформацию уплотнительного кольца так, что оно взаимодействует с закраиной на конце основного корпуса пилюли, предотвращая выбрасывание отдельного отсека. Уплотнительное кольцо держат сжатым с помощью механизма захвата внутри отдельного отсека. Когда датчики (например, pH и/или температурные) обнаруживают подходящее изменение в pH и/или температуре, из микропроцессора посылают сигнал на отрезок проволоки с памятью формы, вызывая укорочение проволоки с памятью формы. Один конец проволоки с памятью формы прикрепляют к механизму захвата. Это укорочение выводит из зацепления механизм захвата и позволяет уплотнительному кольцо восстанавливать свое начальное несжатое состояние, в котором оно более не взаимодействует с закраиной на основном корпусе пилюли. После этого отдельный отсек свободен для выбрасывания с помощью средства приведения в действие.
В конкретных вариантах осуществления изобретения, удерживающее средство может представлять собой радиальный блокирующий механизм, такой как сжимаемый материал в форме уплотнительного кольца, который активируют с помощью запускающего средства, такого как сплав с памятью геометрической формы (SMA).
В частности, отдельный отсек вставляют линейно в корпус. Продолжение линейного усилия на отдельном отсеке (после того, как он внутри корпуса) вызывает сжатие эластического уплотнительного кольца между крышкой и корпусом отдельного отсека. Это сжатие вызывает деформацию уплотнительного кольца так, что оно взаимодействует со стопорным средством (например, закраиной) на конце корпуса, предотвращая высвобождение отдельного отсека. Уплотнительное кольцо удерживают сжатым с помощью механизма захвата внутри отдельного отсека. Когда датчики (например, pH и/или температурные) обнаруживают подходящее изменение в pH и/или температуре, из микропроцессора на отрезок деформированного сплава с памятью геометрической формы посылают сигнал, который заставляет сплав с памятью геометрической формы возвращаться к своей начальной форме. Один конец сплава с памятью геометрической формы прикрепляют к механизм захвата. Это изменение в форме выводит из зацепления механизм захвата и позволяет уплотнительному кольцу восстанавливать свое начальное несжатое состояние, в котором оно более не взаимодействует со стопорным средством на корпусе. После этого отдельный отсек свободен для выбрасывания с помощью средства приведения в действие.
В частности, конкретный вариант осуществления изобретения, удерживающее средство может представлять собой крепежное средство, которое активируют с помощью запускающего средства. На фиг. 7 приведено схематическое представление примера крепежного средства в качестве удерживающего средства устройства.
В конкретных вариантах осуществления изобретения, удерживающее средство может представлять собой крепежное средство, которое активируют с помощью запускающего средства, такого как пьезо-балка.
В частности, отдельный отсек вставляют линейно в корпус, что вызывает сжатие средства приведения в действие. Связь прикрепляют к средству приведения в действие, и она идет около внешней поверхности устройства, и ее захватывает крепежное удерживающее средство (такое как зажимной механизм). Крепежное средство состоит из выпячивания, идущего через мембрану на поверхности отдельного отсека. Выпячивание удерживают в определенном положении с помощью механизма с защелкой и рычагом внутри отдельного отсека. Защелку можно изначально вводить в зацепление с помощью временного действия магнита или электромагнита. Крепежное средство позволяет удерживать тягу в натяжении, тем самым предотвращая движение средства приведения в действие. Когда датчики (например, pH и/или температурные) обнаруживают подходящее изменение в pH и/или температуре, из микропроцессора посылают сигнал на пьезоэлектрическую балку, который вызывает отклонение балки. Это отклонение выводит из зацепления механизм с захватом и рычагом и позволяет высвобождать крепежное средство. После этого средство приведения в действие свободно для выталкивания и выбрасывания отдельного отсека. По мере перемещения средства приведения в действие вдоль корпуса, связь затягивают через отверстие пилюли. К точке на связи прикрепляют закрывающее средство, которое служит для блокирования отверстия устройства, когда средство приведения в действие полностью расправлено.
В конкретных вариантах осуществления изобретения, удерживающее средство может представлять собой крепежное средство, которое активируют с помощью запускающего средства, такого как проволока с памятью формы.
В частности, отдельный отсек вставляют линейно в корпус, что вызывает сжатие средства приведения в действие. Связь прикрепляют к средству приведения в действие, и она проходит около внешней поверхности устройства для захвата с помощью крепежного удерживающего средства (такого как зажимной механизм). Крепежное средство состоит из выпячивания, идущего через мембрану на поверхности отдельного отсека. Выпячивание удерживают в определенном положении с помощью механизма с защелкой и рычагом внутри отдельного отсека. Захват можно вводить в зацепление с помощью временного действия магнита или электромагнита. Крепежное средство позволяет удерживать связь в натяжении, тем самым предотвращая движение средства приведения в действие. Когда датчики (например, pH и/или температурные) обнаруживают подходящее изменение в pH и/или температуре, из микропроцессора посылают сигнал на отрезок проволоки с памятью формы, который вызывает укорочение проволоки с памятью формы. Один конец проволоки с памятью формы прикрепляют к механизму с захватом и рычагом. Это укорочение выводит из зацепления механизм с захватом и рычагом и делает возможным высвобождение крепежного средства. После этого средство приведения в действие свободно выбрасывает отдельный отсек. По мере перемещения средства приведения в действие вдоль корпуса, связь засасывают через основное отверстие устройства. К точке на связи прикрепляют закрывающее средство, которое служит для блокирования отверстия устройства, когда средство приведения в действие полностью расправлено.
В конкретных вариантах осуществления изобретения, удерживающее средство может представлять собой крепежное средство, которое активируют с помощью запускающего средства, такого как сплав с памятью геометрической формы (SMA).
В частности, отдельный отсек вставляют линейно в корпус, что вызывает сжатие средства приведения в действие. Связь прикрепляют к средству приведения в действие, и она идет около внешней поверхности устройства для захвата с помощью крепежного удерживающего средства (такого как зажимной механизм). Крепежное средство состоит из выпячивания, идущего через мембрану на поверхности отдельного отсека. Выпячивание удерживают в определенном положении с помощью механизма с защелкой и рычагом внутри отдельного отсека. Захват можно вводить в зацепление с помощью временного действия магнита или электромагнита. Крепежное средство позволяет удерживать связь в натяжении, тем самым предотвращая движение средства приведения в действие. Когда датчики (например, pH и/или температурные) обнаруживают подходящее изменение в pH и/или температуре, из микропроцессора на отрезок деформированного сплава с памятью геометрической формы посылают сигнал, который заставляет сплав с памятью геометрической формы возвращаться к своей начальной форме. Один конец сплава с памятью геометрической формы прикрепляют к механизму с захватом и рычагом. Это изменение в форме выводит из зацепления механизм с захватом и рычагом и позволяет высвобождать крепежное средство. После этого средство приведения в действие свободно выбрасывать отдельный отсек. По мере перемещения средства приведения в действие вдоль корпуса, связь втягивают через отверстие устройства. к точке на связи прикрепляют закрывающее средство, которое служит для блокирования отверстия устройства, когда средство приведения в действие полностью расправлено.
Второй аспект изобретения относится к способу получения образца (например, внутреннего вещества из желудочно-кишечного тракта животного), который содержит следующие стадии; пероральное введение устройства по изобретению животному и извлечение устройства.
Устройство, которое животное может проглатывать перорально, извлекают из стула и легко извлекают образец. Образец консервируют и извлекают из устройства для того, чтобы осуществлять различные биологические, химические и физические тесты, такие как тест на общий азот белка, анализ аминокислот с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии, измерение размера пептидов, например, посредством гельпроникающей хроматографии, оценка присутствующих иммунных факторов, например, посредством ELISA, идентификация, регистрация микроорганизмов с использованием способов микробиологических культур или молекулярного/ДНК секвенирования или анализ отпечатков пальцев или обнаружение метаболитов, например, посредством масс-спектрометрии.
В некоторых вариантах осуществления капсулу можно вводить животному в состоянии голода, с пищей или с интервалом до и/или после кормления.
В определенном варианте осуществления животное может проглатывать больше чем одно устройство для получения образцов. Животное может проглатывать каждое устройство в различные моменты времени. Каждое устройство способно брать отдельные образцы в различных точках вдоль желудочно-кишечного тракта. Устройства для получения образцов можно проглатывать отдельно и/или соединенными вместе.
В частности, устройство для получения образцов может хранить и/или получать объем приблизительно от 18 до 20 мл в зависимости от размера устройства.
В некоторых вариантах осуществления способ по изобретению осуществляют у животного, например, млекопитающего. Животное может представлять собой человека и/или животное-компаньон, сельскохозяйственное животное или продуктивное животное, такое как собака, кошка, лошадь, корова, овца и/или курица.
Модификации устройства могут быть необходимы в соответствии с видами, у которых его используют. В частности, устройства меньшего размера будут необходимы для более мелких животных. Различия в pH-профиле желудочно-кишечного тракта также следует учитывать, в частности, в случае жвачных.
Способы обнаружения устройства во время его прохождения вдоль желудочно-кишечного тракта животного хорошо известны в данной области, например, использование радиографии или ультразвука. Другие режимы обнаружения устройства, такие как установка микрочипа и/или беспроводная передача, хорошо известны в данной области.
Устройство можно использовать в любом способе, в котором предпочтительно или обязательно избегают вмешательства (человека или другого). Такие способы включают получение образца из резервуаров для обработки (например, нечистоты, пища и напитки, производство биологических или химических средств, например, топлива, сельскохозяйственные системы, например, получение биотоплива или удобрений и пестицидов, аквариумы (домашние или промышленные), больничные или фабричные трубы. Способ включает добавление устройства у систему, описанную выше, и, в конечном итоге, получение устройства из системы. Устройство можно извлекать из того же местоположения или из другого местоположения в системе. Устройство может быть должно пройти через систему прежде чем его извлекают.
Дополнительные аспекты и признаки настоящего раскрытия изложены в следующих пунктах:
1. Устройство для получения образцов, которое содержит корпус, где корпус содержит камеру, по меньшей мере отверстие, средство приведения в действие и отдельный отсек, где отдельный отсек разъемно удерживается внутри корпуса с помощью удерживающего средства, где удерживающее средство представляет собой блокирующий механизм между корпусом и отдельным отсеком и где средство приведения в действие делает возможным засасывание внутреннего вещества через отверстие в камеру и одновременно толкает отдельный отсек вдоль корпуса до тех пор, пока отдельный отсек не выбрасывают из корпуса устройства для получения образцов, тем самым создавая увеличенное пространство или объем для приема и хранения образца внутри камеры устройства для получения образцов.
2. Устройство для получения образцов по п. 1, в котором блокирующий механизм закрепляют и/или высвобождают с помощью вращательного, радиального или линейного движения или средства.
3. Устройство для получения образцов по п. 2, в котором вращательный блокирующий механизм представляет собой байонетную оправу.
4. Устройство для получения образцов по п. 2, в котором радиальный блокирующий механизм представляет собой резиновую уплотнительную кольцевую прокладку.
5. Устройство для получения образцов по п. 2, в котором линейный блокирующий механизм представляет собой штырь, который толкает отдельный отсек на место.
6. Устройство для получения образцов по любому одному из пп. с 1 до 5, в котором удерживающее средство дополнительно содержит материал, который реагирует на изменения во внешней среде устройства.
7. Устройство для получения образцов по п. 6, в котором материал реагирует на pH, температуру, свет, влажность, концентрацию растворенного вещества или ферментативное разложение.
8. Устройство для получения образцов по п. 6 или п. 7, в котором материал является разрушаемым, перевариваемым или растворимым.
9. Устройство для получения образцов по любому одному из пп. с 2 до 8, в котором удерживающее средство активируют с помощью запускающего средства, выбранного из электромагнитного или пьезоэлектрического средства, сплава с памятью геометрической формы, проволоки с памятью формы или одноразового предохранителя.
10. Устройство для получения образцов по любому одному из пп. с 2 до 9, в котором удерживающее средство высвобождают в ответ на высвобождающий параметр.
11. Устройство для получения образцов по п. 10, в котором высвобождающий параметр представляет собой изменение в pH, изменение в температуре, изменение во влажности, изменение в концентрации растворенного вещества, изменение в концентрации фермента или изменение в свете и/или которое активируют в заданное время и/или при заданном pH и/или при заданной температуре и/или заданном уровне влажности и/или заданной концентрации растворенного вещества и/или заданной активности или концентрации фермента.
12. Устройство для получения образцов по любому одному из пп. с 2 до 11, в котором удерживающее средство и/или запускающее средство активируют автоматически, предварительно программируют и/или активируют удаленно.
13. Устройство для получения образцов по любому одному из пп. с 10 до 12, в котором высвобождающий параметр реагирует на изменения во внешней среде устройства и представляет собой материал, который является разрушаемым, перевариваемым или растворимым при реагировании на pH, температуру, свет, концентрацию растворенного вещества или фермент.
14. Устройство для получения образцов по любому одному из предшествующих пп., в котором удерживающее средство представляет собой байонетную оправу, которую активируют с помощью запускающего средства.
15. Устройство для получения образцов по любому одному из предшествующих пп., в котором удерживающее средство представляет собой резиновую уплотнительную кольцевую прокладку, которую активируют с помощью запускающего средства.
16. Устройство для получения образцов по любому одному из предшествующих пп., в котором по меньшей мере одно отверстие представляет собой впуск и/или выпуск.
17. Устройство для получения образцов по любому одному из предшествующих пп., в котором отверстие представляет собой одноходовой клапан.
18. Устройство для получения образцов по любому одному из предшествующих пп., в котором средство приведения в действие содержит по меньшей мере плунжер.
19. Устройство для получения образцов по любому одному из предшествующих пп., в котором средство приведения в действие представляет собой компоновку пружины и плунжера.
20. Устройство для получения образцов по любому одному из предшествующих пп., в котором средство приведения в действие сопрягают с одним концом корпуса устройства для получения образцов и отдельный отсек разъемно удерживают с помощью удерживающего средства внутри корпуса на противоположном конце устройства для получения образцов.
21. Устройство для получения образцов по любому одному из предшествующих пп., в котором удерживающее средство активируют, отдельный отсек по меньшей мере частично высвобождают и по меньшей мере частично выводят из зацепления со средством приведения в действие.
22. Устройство для получения образцов по любому одному из предшествующих пп., в котором предотвращают выбрасывание средства приведения в действие из корпуса с помощью стопорного средства на конце корпуса, из которого отдельный отсек выбрасывают из устройства для получения образцов.
23. Устройство для получения образцов по п. 22, в котором стопорное средство представляет собой закраину, штырь, гребень или выпячивание.
24. Устройство для получения образцов по любому одному из предшествующих пп., где отдельный отсек содержит по меньшей мере батарею, датчик и микропроцессор.
25. Устройство для получения образцов по пп. 24, в котором датчик представляет собой датчик pH и/или температурный датчик.
26. Устройство для получения образцов по пп. 24 или 25, где отдельный отсек дополнительно содержит переключатель давления.
27. Устройство для получения образцов по пп. 26, в котором переключатель давления адаптируют для того, чтобы регистрировать время, в которое отдельный отсек выбрасывают из корпуса устройства для получения образцов.
28. Устройство для получения образцов по любому одному из предшествующих пп., в котором устройство является повторно используемым.
29. Устройство для получения образцов по любому одному из предшествующих пп., в котором устройство служит для получения образцов внутреннего вещества из желудочно-кишечного тракта животного.
30. Способ получения образца из желудочно-кишечного тракта животного, который включает следующие стадии, пероральное введение устройства, как заявлено в любом одном из предшествующих пп., животному и извлечение устройства.
31. Способ по п. 30, в котором животным является человек, животное-компаньон, сельскохозяйственное животное или продуктивное животное, такое как собака, кошка, лошадь, корова, овца и/или курица.
Далее изобретение дополнительно описано со ссылкой на следующие примеры и фиг., которые предоставлены только с целью иллюстрации, и их не следует толковать в качестве ограничения изобретения. Дана ссылка на несколько фиг., на которых:
На фиг. 1A и B представлены виды образцового варианта осуществления устройства для получения образцов. На фиг. 1A представлен внешний вид репрезентативного устройства и на фиг. 1B представлен вид в разрезе устройства, которое содержит отдельный электронный компонент.
На фиг. 2A и 2B представлена схематическая иллюстрация устройства.
На фиг. 3 представлен схематический вид примера устройства.
На фиг. 4 представлен разборный вид различных отсеков одного из вариантов осуществления устройства.
На фиг. 5 представлена иллюстрация одного конкретного варианта осуществления устройства. На фиг. 5A представлена иллюстрация байонетной оправы и на фиг. 5B представлена иллюстрация конкретного примера устройства, в котором удерживающее средство представляет собой вращательный блокирующий механизм (байонетную оправу).
На фиг. 6 представлена иллюстрация другого конкретного варианта осуществления устройства. На фиг. представлено удерживающее средство в виде сжатого уплотнительного кольца.
На фиг. 7 представлена иллюстрация еще одного другого конкретного варианта осуществления устройства. На фиг. проиллюстрирован конкретный пример, в котором удерживающее средство представляет собой крепежное средство, удерживающее средство связывают с закрывающим средством, которое связывают со средством приведения в действие, и показано запускающее средство.
На фиг. с 8A до 8L представлены иллюстрации образцовых вариантов осуществления удерживающего средства, которые представляют собой блокирующие механизмы.
На фиг. 8A представлен радиальный блокирующий механизм, который представляет собой трение выгнутого элемента. Удерживающее средство - радиальный замок, трение выгнутого элемента. Выгнутые элементы, выступающие из сторон отдельного отсека, взаимодействуют с внутренней поверхностью корпуса, чтобы вызывать трение. Это трение предотвращает высвобождение отдельного отсека. Элементы удерживают в выгнутой конфигурации посредством усилия, создаваемого с помощью запускающего средства, например, через пьезоэлектрический пакет пропускают ток. Когда электрический ток выключают, выгнутые элементы релаксируют, уменьшая трение и делая возможным высвобождение отдельного отсека.
На фиг. 8B представлен радиальный блокирующий механизм, который представляет собой пружинное кольцо. Пружинное кольцо сажают в канавку на внешнем периметре отдельного отсека. Пружинное кольцо взаимодействует со второй канавкой на внутренней поверхности корпуса, предотвращая высвобождение отдельного отсека. Запускающее средство может представлять собой отрезок проволоки с памятью формы, который укорачивается при пропускании тока, сжимая пружинное кольцо так, что его периметр уменьшается, делая возможным высвобождение отдельного отсека.
На фиг. 8C представлен вращательный блокирующий механизм, который представляет собой поворотный захват (такой как захват точки вращения). Поворотный рычаг выступает из отдельного отсека для того, чтобы взаимодействовать с закраиной на конце корпуса, предотвращая высвобождение отдельного отсека. Запускающее средство, например, электронный двигатель, обеспечивает вращение рычага на уплотненной несущей так, что он более не взаимодействует с закраиной, делая возможным высвобождение отдельного отсека.
На фиг. 8D представлен линейный блокирующий механизм, который представляет собой деформируемый барабан. Выбрасывание отдельного отсека предотвращают посредством выпячиваний на конце корпуса. Секцию корпуса выполняют из деформируемого материала, такого как пьезоэлектрический материал. Когда ток пропускают через пьезоэлектрический материал, он отклоняется наружу от отдельного отсека. Выпячивания более не создают препятствий, и происходит высвобождение отдельного отсека.
На фиг. 8E представлен линейный блокирующий механизм, который представляет собой штырь. Штырь выступает через отверстие в отдельном отсеке в вырезанную дыру в корпусе, предотвращая высвобождение отдельного отсека. Запускающее средство, например, соленоидное устройство, обеспечивает усилие, которое толкает штырь наружу через дыру в корпусе, делая возможным высвобождение отдельного отсека.
На фиг. 8F представлен линейный блокирующий механизм, который представляет собой биметаллическую защелку. Биметаллический штырь выступает через отверстие в корпусе и взаимодействует с вырезом в отдельном отсеке, препятствуя высвобождению последнего. Запускающее средство, например, электронная нагревательная спираль, нагревает биметаллическую защелку или штырь так, что происходит их отклонение или деформация. Это изменение вызывает расцепление биметаллической защелки (или штыря) и отдельного отсека, что допускает его высвобождение. (Q=тепло)
На фиг. 8G представлен радиальный блокирующий механизм, который представляет собой втягиваемый захват. Два деформируемых элемента выступают из поверхности отдельного отсека в дыры в корпусе, предотвращая выбрасывание отдельного отсека. Запускающее средство, например, пьезоэлектрический пакет, обеспечивает выталкивание деформируемых элементов в направлении, параллельном длине устройства. Это вызывает отведение концов деформируемых элементов внутрь из корпуса, что делает возможным высвобождение отдельного отсека.
На фиг. 8H представлен линейный блокирующий механизм, который представляет собой деформируемый штырь. Два элемента выступают из поверхности корпуса в вырезы в отдельном отсеке, предотвращая высвобождение отдельного отсека. Элементы являются деформируемыми, например, их выполняют из сплава с памятью геометрической формы. Когда ток пропускают через элементы, их вязкость меняется так, что элементы становятся мягче, и усилие средства приведения в действие способно деформировать их до такой степени, чтобы высвобождать отдельный отсек.
На фиг. 8I представлен вращательный блокирующий механизм, который представляет собой магниты. Магниты, встроенные в поверхность отдельного отсека и корпус выравнивают так, что между ними имеет место сила притягивания. Эта сила притягивания препятствует высвобождению отдельного отсека. Запускающее средство, например, электродвигатель, вызывает нарушение выравнивания магнитов или выравнивание таким образом, что магнитные полюса отталкиваются. Это устраняет силу притягивания между магнитами, допуская высвобождение отдельного отсека.
На фиг. 8J представлен линейный блокирующий механизм, который представляет собой электромагниты (электромагнитный). Поверхность конца отдельного отсека состоит из железного материала. Конец корпуса выполняют из железного электромагнита. Ток пропускают через электромагнит, создавая силу притягивания между концом корпуса и поверхностью конца отдельного отсека, что предотвращает высвобождение отдельного отсека. Когда ток убирают, сила притягивания более не существует и отдельный отсек можно высвобождать.
На фиг. 8K изображено представление удерживающего средства, которое представляет собой теплочувствительный материал. Высвобождению отдельного отсека препятствует материал, который разрушается при нагревании, такой как воск. При нагревании, материал становится мягким и более не способен противостоять усилию средства приведения в действие и происходит высвобождение отдельного отсека
На фиг. 8L изображено представление удерживающего средства, которое представляет собой фоточувствительный материал. Высвобождению отдельного отсека препятствует трение, обусловленное клеем или клееподобным материалом между отдельным отсеком и корпусом. Когда на материал воздействует свет, например, воздействует светоизлучающий диод, материал (клей) разрушается и происходит высвобождение отдельного отсека.
На фиг. 9 представлен график зависимости pH желудочно-кишечного тракта животного от времени, который показывает, в какой точке устройство открыто и в какой точке устройство захватывало образец.
На фиг. 10 представлено схематическое изображение, которое показывает различные электрические компоненты, которые могут быть в отдельном компоненте.
Следующий пример детально показывает, как можно использовать устройство.
Отдельный отсек удаляют из устройства и развинчивают для того, чтобы сделать возможным доступ ко встроенной электронике. Микропроцессор соединяют с чипом последовательной связи для того, чтобы сделать возможной конфигурацию подходящей частоты дискретизации. В PCB вставляют новую батарею и затем высвобождают отдельный отсек. Электроника регистрирует данные pH от точки установки батареи до удаления батареи. Каждое событие дискретизации связано со вспышкой LED, чтобы показывать пользователю, что пилюля функционирует правильно.
Затем датчик pH калибруют с использованием известного набора pH буферных растворов.
Отдельный отсек вставляют в корпус наряду с кольцевой прокладкой, выполненной из материала, который разрушается в условиях щелочного pH. Эта кольцевая прокладка выполняет функцию удерживающего средства, предотвращающего выбрасывание отдельного отсека.
Сборочный узел клапана ввинчивают в корпус. Это сжимает пружину средства приведения в действие, прижимая плунжер к отдельному отсеку. Выпячивание на плунжере входит в зацепление со сборочным узлом переключателя на PCB через мембрану на поверхности отдельного отсека. Это регистрируют посредством встроенной электроники в качестве указания на то, что устройство находится в его закрытой/сжатой конфигурации.
После этого устройство готово для введения тестовому субъекту.
Во время прохождения вдоль желудочно-кишечного тракта, устройство дискретизирует выходной сигнал датчика pH в соответствии с заданной скоростью дискретизации, например, каждые 30 секунд. На выходе из желудка кольцевая прокладка удерживающего средства начинает разрушаться в щелочной среде двенадцатиперстной кишки. Когда кольцевая прокладка разрушилась до такой степени, что она более не способна выдерживать усилие сжатой пружины средства приведения в действие, происходит выбрасывание отдельного отсека из устройства.
Когда отдельный отсек выбрасывают из устройства, движение плунжера вдоль длины устройства создает временный вакуум, который засасывает образец содержимого пищеварительного тракта в устройство через отверстие. В это время снижается давление выпячивания плунжера на сборочный узел переключателя. Это регистрируют с помощью встроенной электроники в качестве указания на то, что устройство находится в своей открытой/несжатой конфигурации.
После прохождения через весь пищеварительный тракт устройство извлекают при выделении. Устройство извлекают двумя частями. Отсек, который содержит образец содержимого пищеварительного тракта и отдельный отсек, содержащий данные, относящиеся к pH, зарегистрированные во время прохождения и регистрации времени взятия образца, которые представлены изменением в состоянии переключателя.
Устройство развинчивают для извлечения образца содержимого пищеварительного тракта. Отдельный отсек подвергают второй калибровке по известному набору pH буферных растворов для проверки дрейфа в выходном сигнале датчика pH по сравнению с начальной калибровкой.
Отдельный отсек раскручивают и извлекают батарею. Данные загружают из встроенной флэш-памяти через чип последовательной связи, прикрепленный к микропроцессору. Эти данные можно видеть на фиг. 9.
Устройство повторно программируют, и оно готово для использования снова.
Результаты на фиг. 9 показывают калибровку pH вдоль желудочно-кишечного тракта животного, в какой точке захвачен образец и соответствующий pH.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ | 2015 |
|
RU2711434C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОБЫ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА ЖИВОТНОГО | 2015 |
|
RU2712026C2 |
| УДЕРЖИВАЕМЫЕ СТРУКТУРЫ И СВЯЗАННЫЕ СПОСОБЫ | 2015 |
|
RU2766335C2 |
| ДОЗИРОВАННАЯ ЛЕКАРСТВЕННАЯ ФОРМА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ НА СЛИЗИСТЫХ ОБОЛОЧКАХ | 2015 |
|
RU2714882C2 |
| ПРИВОД ИНГАЛЯТОРА, ПРИВОДИМОГО В ДЕЙСТВИЕ ДЫХАНИЕМ | 2008 |
|
RU2457870C2 |
| ПЕЛЛЕТЫ ХОЛЕСТИРАМИНА, ПЕРОРАЛЬНЫЕ КОМПОЗИЦИИ ХОЛЕСТИРАМИНА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ | 2018 |
|
RU2782016C2 |
| КОМПОЗИЦИИ И СПОСОБЫ ДЛЯ СМЯГЧЕНИЯ ДЫХАТЕЛЬНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ, ВЫЗВАННОЙ ПЕРЕДОЗИРОВКОЙ ОПИОИДОВ | 2011 |
|
RU2541159C2 |
| ЦЕЛЛЮЛОЗНАЯ ГУБКА ВЫСОКОЙ ПОРИСТОСТИ | 2013 |
|
RU2662566C1 |
| УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА, ИМЕЮЩИЕ ОТДЕЛЯЕМЫЕ МИКРОИГЛЫ | 2016 |
|
RU2721298C2 |
| ПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЯИЦ И СВЯЗАННЫЕ С НИМ СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ | 2015 |
|
RU2638311C1 |
Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство для получения образцов содержит корпус, который включает камеру, по меньшей мере отверстие, средство приведения в действие и отдельный отсек. Отдельный отсек выполнен с возможностью разъемного удерживания внутри корпуса и отделения. Средство приведения в действие выполнено с возможностью засасывания внутреннего вещества через отверстие в камеру и одновременного толкания отдельного отсека вдоль корпуса до отделения отдельного отсека от корпуса устройства для получения образцов, тем самым создавая увеличенное пространство или объем для приема и хранения образца внутри камеры устройства для получения образцов. Раскрыт способ получения образца из желудочно-кишечного тракта животного. Изобретения позволяют осуществить сбор образца в желудочно-кишечном тракте человека или животного для диагностирования состояния желудочно-кишечного тракта и определения абсорбции и перевариваемости питательных веществ. 2 н. и 29 з.п. ф-лы, 11 ил.
1. Устройство для получения образцов, содержащее корпус, причем корпус содержит камеру, по меньшей мере отверстие, средство приведения в действие и отдельный отсек, при этом отдельный отсек выполнен с возможностью разъемного удерживания внутри корпуса и отделения, при этом средство приведения в действие выполнено с возможностью засасывания внутреннего вещества через отверстие в камеру и одновременного толкания отдельного отсека вдоль корпуса до отделения отдельного отсека от корпуса устройства для получения образцов, тем самым создавая увеличенное пространство или объем для приема и хранения образца внутри камеры устройства для получения образцов.
2. Устройство для получения образцов по п. 1, в котором отдельный отсек выполнен с возможностью разъемного удерживания внутри корпуса с помощью удерживающего средства.
3. Устройство для получения образцов по п. 2, в котором удерживающее средство представляет собой блокирующий механизм между корпусом и отдельным отсеком.
4. Устройство для получения образцов по п. 2, в котором удерживающее средство (i) представляет собой материал, который реагирует на изменения внешней среды устройства, и/или (ii) представляет собой крепежное средство.
5. Устройство для получения образцов по п. 3, в котором блокирующий механизм закреплен и/или высвобожден с помощью вращательного, радиального или линейного движения или средства.
6. Устройство для получения образцов по п. 5, в котором вращательный блокирующий механизм представляет собой байонетную оправу.
7. Устройство для получения образцов по п. 5, в котором радиальный блокирующий механизм представляет собой резиновую уплотнительную кольцевую прокладку.
8. Устройство для получения образцов по п. 5, в котором линейный блокирующий механизм представляет собой штырь, который толкает отдельный отсек на место.
9. Устройство для получения образцов по любому из пп. 2-8, в котором удерживающее средство выполнено с возможностью активации с помощью запускающего средства, выбранного из электромагнитного или пьезоэлектрического средства, сплава с памятью геометрической формы, проволоки с памятью формы или одноразового предохранителя.
10. Устройство для получения образцов по любому из пп. 2-9, в котором удерживающее средство выполнено с возможностью высвобождения в ответ на высвобождающий параметр.
11. Устройство для получения образцов по п. 10, в котором высвобождающий параметр представляет собой изменение pH, изменение температуры, изменение влажности, изменение концентрации растворенного вещества, изменение концентрации фермента или изменение освещенности и/или он активируется в заданное время, и/или при заданном pH, и/или при заданной температуре, и/или заданном уровне влажности, и/или заданной концентрации растворенного вещества, и/или заданной активности или концентрации фермента.
12. Устройство для получения образцов по любому из пп. 2-11, в котором удерживающее средство и/или запускающее средство выполнены с возможностью автоматической активации, предварительного программирования и/или удаленной активации.
13. Устройство для получения образцов по любому из пп. 10-12, в котором удерживающее средство представляет собой материал, реагирующий на изменения внешней среды устройства и представляет собой материал, который является разрушаемым, перевариваемым или растворимым при реагировании на pH, температуру, свет, концентрацию растворенного вещества или фермент.
14. Устройство для получения образцов по любому из предшествующих пунктов, в котором удерживающее средство представляет собой байонетную оправу, активируемую с помощью запускающего средства.
15. Устройство для получения образцов по любому из предшествующих пунктов, в котором удерживающее средство представляет собой резиновую уплотнительную кольцевую прокладку, активируемую с помощью запускающего средства.
16. Устройство для получения образцов по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере одно отверстие представляет собой впуск и/или выпуск.
17. Устройство для получения образцов по любому из предшествующих пунктов, в котором отверстие содержит одноходовой клапан.
18. Устройство для получения образцов по любому из пп. 2, 4 (ii), 9-17, в котором удерживающее средство представляет собой крепежное средство, средство приведения в действие связано с закрывающим средством и средство приведения в действие выполнено с возможностью блокировки отверстия закрывающим средством, при этом крепежное устройство также связано с закрывающим средством.
19. Устройство для получения образцов по любому из предшествующих пунктов, в котором средство приведения в действие содержит по меньшей мере плунжер.
20. Устройство для получения образцов по любому из предшествующих пунктов, в котором средство приведения в действие представляет собой компоновку пружины и плунжера.
21. Устройство для получения образцов по любому из предшествующих пунктов, в котором средство приведения в действие сопряжено с одним концом корпуса устройства для получения образцов и отдельный отсек разъемно удержан с помощью удерживающего средства внутри корпуса на противоположном конце устройства для получения образцов.
22. Устройство для получения образцов по любому из предшествующих пунктов, в котором удерживающее средство активировано, отдельный отсек по меньшей мере частично высвобожден и по меньшей мере частично выведен из зацепления со средством приведения в действие.
23. Устройство для получения образцов по любому из предшествующих пунктов, в котором средство приведения в действие выполнено с возможностью предотвращения выбрасывания из корпуса с помощью стопорного средства на конце корпуса, из которого отдельный отсек выбрасывают из устройства для получения образцов.
24. Устройство для получения образцов по п. 23, в котором стопорное средство представляет собой закраину, штырь, гребень или выпячивание.
25. Устройство для получения образцов по любому из предшествующих пунктов, в котором отдельный отсек содержит по меньшей мере батарею, датчик и микропроцессор.
26. Устройство для получения образцов по п. 25, в котором датчик представляет собой датчик pH и/или температурный датчик.
27. Устройство для получения образцов по п. 25 или 26, в котором отдельный отсек дополнительно содержит переключатель давления.
28. Устройство для получения образцов по любому из предшествующих пунктов, в котором устройство является повторно используемым.
29. Устройство для получения образцов по любому из предшествующих пунктов, в котором устройство выполнено с возможностью получения образцов внутреннего вещества из желудочно-кишечного тракта животного.
30. Способ получения образца из желудочно-кишечного тракта животного, включающий: пероральное введение устройства по любому из предшествующих пунктов животному и извлечение устройства.
31. Способ по п. 30, в котором животным является человек, животное-компаньон, сельскохозяйственное животное или продуктивное животное, такое как собака, кошка, лошадь, корова, овца или курица.
| US 5395366 A, 07.03.1995 | |||
| Многоступенчатая активно-реактивная турбина | 1924 |
|
SU2013A1 |
| US 4481952 A,13.11.1984 | |||
| RU 2012116467 A, 27.11.2013 | |||
| Станок для изготовления деревянных ниточных катушек из цилиндрических, снабженных осевым отверстием, заготовок | 1923 |
|
SU2008A1 |
