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DISPOSITIF DE SIMULATION D'UN ESTOMAC D'UN MAMMIFERE
MONOGASTRIQUE OU D'UN ETRE HUMAIN
L'invention a trait à un dispositif de simulation d'un estomac d'un
mammifère monogastrique ou d'un être humain.
Un tel dispositif permet d'étudier, in vitro, la digestion des aliments
ainsi que le comportement de certains produits ingérés ou susceptibles
d'être ingérés, par exemple des compléments alimentaires, des
xénobiotiques, des agents pathogènes ou des médicaments. Les études
réalisées à l'aide d'un tel dispositif permettent d'apprécier les effets des
conditions régnant dans l'estomac sur ces produits, par exemple le temps
mis par un composé solide pour être dégradé en particules suffisamment
fines pour poursuivre son trajet dans l'intestin, la cinétique de libération
de
composés actifs, les interactions entre divers produits soumis à
l'environnement gastrique, et/ou la survie de microorganismes.
Un tel dispositif doit, pour être représentatif de l'environnement
gastrique, présenter certaines caractéristiques et réaliser plusieurs-
fonctions.
Le dispositif doit avoir un volume utile adapté pour assurer une simulation
efficace des phénomènes de digestion gastrique.
Le dispositif doit maintenir le contenu à une température comprise
entre 35 C et 45 C, et dont le pH varie entre 1 et 8 environ.
A tout moment du fonctionnement normal du dispositif, on doit pouvoir
l'alimenter et y injecter des substances similaires à celles secrétées par un
mammifère monogastrique ou un être humain, au niveau de l'estomac, en
réponse à l'ingestion d'un bol alimentaire.
Un tel dispositif doit simuler le tonus gastrique, c'est-à-dire assurer un
mélange et un broyage non agressif du contenu liquide et/ou solide du
dispositif. Il doit également reproduire le transit gastrique. Ce dernier
comprend le remplissage du dispositif, avec un contrôle de l'arrivée du bol
alimentaire, une période de résidence du bol dans le dispositif et une
vidange contrôlée et différenciée du contenu gastrique en direction de
l'intestin grêle selon la taille des particules du contenu du dispositif, les
composants liquides étant évacués en premier. Par composants liquides, on
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désigne soit de l'eau, soit des solutions, chargées ou non, la charge des
solutions comprenant des particules dites fines, dont le diamètre est
inférieur
à environ 5 millimètres. De fait, on désigne par composants solides, toute
particule d'un diamètre supérieur à environ 5 millimètres.
Bien entendu, toutes ces variables sont paramétrables en fonction du
mammifère ou de l'être humain simulé et/ou des conditions physiologiques
ou pathologiques à reproduire.
On connaît par WO-A-94/09895 un dispositif comprenant deux
chambres de compression reliées entre elles par une chambre intermédiaire.
Ces chambres de compression abritent chacune une poche fermée souple.
Un fluide injecté alternativement dans l'une ou l'autre chambre, dans
l'espace ménagé entre la paroi interne de la chambre de compression et la
paroi externe de la poche souple, permet de comprimer sélectivement les
poches. Ces mouvements alternés de compression et de relâchement de
chaque poche sont sensés reproduire les contractions stomacales. Or, dans
un tel dispositif, la compression et le relâchement des poches n'assurent
pas un mélange optimal du bol alimentaire avec les produits simulant les
sécrétions gastriques. Des zones mortes existent dans lesquelles il n'y a pas
de simulation satisfaisante de la digestion gastrique.
De plus, le dispositif décrit dans WO-A-94/09895 ne peut avoir qu'un
fonctionnement discontinu, c'est-à-dire que son remplissage initial se fait en
une seule fois, en début de cycle. Un tel fonctionnement n'est pas conforme
à la réalité physiologique puisque l'arrivée du bol alimentaire dans l'estomac
est progressive et dure le temps d'un repas.
WO-A-2007/010238 décrit un appareil de simulation de la digestion
gastrique comprenant deux parties, reproduisant chacune une zone de
l'estomac. L'appareil comprend une partie supérieure conique, souple, reliée
à une partie inférieure rigide. Cette partie inférieure est formée de deux
cylindres concentriques, le cylindre intérieur recevant un piston. Le bol
alimentaire passe de la partie supérieure à la partie inférieure par un
passage muni d'une valve anti-retour. Le bol alimentaire remplit le volume
libéré dans le cylindre intérieur par déplacement du piston. Il y a ensuite un
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mouvement descendant du cylindre intérieur, simultanément à un
mouvement ascendant du piston. Ainsi, le bol alimentaire passe en force,
par une ouverture du cylindre intérieur, dans la lumière du cylindre
extérieur.
Ceci permet un broyage des particules. Si un tel appareil simule la
physiologie des différentes parties d'un estomac, il ne permet pas
l'introduction de produits et/ou un soutirage sélectif en cours de cycle. De
plus, dans la partie supérieure, le mélange du bol alimentaire n'est pas
homogène ce qui rend délicat la prise d'un échantillon représentatif du bol et
la reproductibilité des expériences.
Par ailleurs, lors d'une vidange naturelle de l'estomac, les particules
sont évacuées dans l'intestin en fonction de leur granulométrie, ce que ne
permettent pas les appareils décrits dans WO-A-94/09895 et WO-A-
2007/010238.
Enfin, les appareils décrits dans WO-A-94/09895 et WO-A-
2007/010238 ne permettent pas de gérer et contrôler facilement
l'introduction et/ou l'évacuation de produits, par exemple de produits à
tester,
à un moment précis de la simulation de la digestion.
C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier
l'invention, en proposant un dispositif de simulation d'un estomac sans zone
morte, représentatif du fonctionnement global d'un estomac d'un mammifère
monogastrique ou d'un être humain qui permet l'introduction de produits
et/ou un soutirage contrôlés en cours de digestion et qui assure un mélange
homogène du contenu du dispositif.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de simulation d'un
estomac d'un mammifère monogastrique ou d'un être humain, comprenant
au moins deux chambres de compression connectées entre elles par une
chambre intermédiaire, caractérisé en ce que chaque chambre de
compression comporte un piston adapté pour pousser le contenu d'une
chambre de compression en direction de l'autre chambre de compression et
en ce qu'il comprend des moyens aptes à provoquer un écoulement
turbulent du contenu du dispositif lors de son passage par une chambre
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intermédiaire ménagée dans un bloc intermédiaire équipé d'au moins un
moyen d'accès à la chambre intermédiaire permettant une alimentation en
produits et/ou un soutirage du contenu du dispositif à tout moment du cycle
de fonctionnement du dispositif.
Un tel dispositif permet une agitation et une homogénéisation efficaces
du contenu du dispositif simulant un contenu gastrique. Du fait de la
présence d'un piston dans chaque chambre de compression, un tel dispositif
présente aucune zone morte.
Du fait de la présence de moyens d'accès à la chambre intermédiaire,
on réalise une alimentation et/ou un soutirage du dispositif de manière
progressive et indépendante.
Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, le
dispositif peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- Chaque piston est mobile selon une direction parallèle à un axe
longitudinal commun aux deux chambres de compression et forme un fond
mobile à chaque chambre.
- La chambre intermédiaire comprend deux cavités de forme et de
dimensions différentes.
- Une première cavité est cylindrique à section circulaire et une
seconde cavité est configurée en L dont une branche est reliée à la première
cavité et dont l'autre branche est non débouchante dans les chambres de
compression, en fonctionnement normal du dispositif.
- Les moyens aptes à provoquer l'écoulement turbulent comprennent
au moins une flasque d'obturation montée entre une extrémité d'une
chambre de compression et une extrémité de la chambre intermédiaire.
- Cette flasque est pourvue d'au moins un orifice calibré de passage
du contenu du dispositif, d'une chambre de compression à la chambre
intermédiaire et réciproquement.
- La flasque d'obturation est disposée de manière que son ou ses
orifices soient en regard d'une cavité cylindrique de la chambre
intermédiaire.
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- Le bloc intermédiaire comprend un orifice d'accès permettant
l'introduction d'une sonde de pH et/ou de température dans la chambre
intermédiaire.
- Le bloc intermédiaire comprend un orifice d'accès permettant
5 l'introduction d'un capteur de pression dans la chambre intermédiaire.
- Un bloc complémentaire délimitant une chambre complémentaire,
apte à recevoir un produit à tester dans le dispositif, est intercalé entre la
flasque d'obturation et le bloc intermédiaire.
- Le bloc complémentaire délimitant la chambre complémentaire est
intercalé de manière amovible entre la flasque et le bloc intermédiaire.
- Le bloc complémentaire comprend un orifice propre à recevoir un
accessoire destiné à contenir un produit à tester.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre de
deux modes de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention, donnée
uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés
dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective, simplifiée, d'un premier mode
de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention équipé d'un bloc
complémentaire,
- les figures 2 et 3 sont des coupes longitudinales du dispositif de la
figure 1 respectivement dans le sens des flèches II-II et III-III,
- la figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV à la figure 2,
- la figure 5 est une vue en perspective, à plus grande échelle, d'un
accessoire, destiné à contenir un produit, dans le dispositif des figures 1 à
3,
- la figure 6 est une vue de face, à une plus grande échelle que les
figures 1 à 3, d'une flasque d'obturation située entre une chambre de
compression et un bloc complémentaire du dispositif représenté aux figures
1 à3,
- la figure 7 est une vue similaire à la figure 1, d'un deuxième mode de
réalisation du dispositif, celui-ci n'étant pas équipé d'un bloc
complémentaire
et
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- la figure 8 est une coupe longitudinale du dispositif de la figure 7
selon les flèches VIII-VIII.
Le dispositif 1, représenté aux figures 1, 2, 3, 7 et 8, comprend deux
chambres de compression C2, C3. Ces chambres sont délimitées par des
manchons 2 et 3 tubulaires à section cylindrique et, avantageusement sur
au moins une partie, réalisés en un matériau transparent, chimiquement et
biologiquement neutre et aisément stérilisable, par exemple en verre ou en
polyméthacrylate. Un tel matériau transparent permet une surveillance
visuelle du contenu des chambres C2 et C3.
Les manchons 2 et 3 sont insérés dans des orifices de forme
correspondante ménagés dans des plaques carrées 4a, 4b, 4c, 4d. Dans le
mode de réalisation illustré à la figure 7, des tiges 5 relient les angles des
plaques 4 à un bloc intermédiaire 8, dit bloc principal, de forme globalement
cubique et qui délimite une chambre intermédiaire C8, dite chambre
principale. Les plaques 4a à 4d et les tiges 5 forment ainsi un bâti de
maintien et de protection des manchons 2, 3.
A chaque extrémité 40, 41 du bâti, une plaque d'extrémité 4a, 4d,
respectivement est pourvue d'un orifice central permettant le passage d'un
vérin 62, 63. Le passage de chaque vérin 62, 63 s'effectue de manière
étanche, l'intérieur des chambres C2, C3 restant isolé de l'extérieur. Les
vérins 62, 63 sont avantageusement de type hydraulique ou électrique.
Chaque vérin 62, 63 déplace respectivement un piston 72, 73. Chaque
piston est mobile selon une direction parallèle à un axe longitudinal A-A'
commun aux chambres C2, C3. Chaque piston 72, 73 forme une extrémité ou
fond mobile 72, 73 de la chambre C2, C3 dans laquelle il est installé. Les
plaques 4a à 4d, les pistons 72, 73 et les vérins 62, 63 ainsi
qu'avantageusement d'autres pièces constitutives du dispositif 1, sont
réalisés dans un matériau rigide, chimiquement et biologiquement neutre et
aisément stérilisable.
La course de chaque piston 72, 73 est adaptée pour que celui-ci se
déplace, dans chaque chambre C2, C3, respectivement d'une extrémité 21,
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31 de la chambre C2, C3 proche d'une plaque 4a, 4d en direction de l'autre
extrémité respectivement 22, 32 proche du bloc 8, et inversement.
La course de chaque piston 72, 73 s'effectue en préservant l'étanchéité
dans chaque chambre de compression C2, C3.
Dans un mode de réalisation non illustré, chaque piston 72, 73 peut se
déplacer indépendamment de l'autre à une vitesse et une fréquence
réglables.
Les chambres de compression C2, C3 sont reliées au niveau de leurs
extrémités 22 et 32 à la chambre principale C8. Dans le mode de réalisation
illustré aux figures 7 et 8, l'extrémité 22 de la chambre C2 est adaptée pour
assurer le passage du contenu de la chambre C2 à la chambre principale C8.
Cette extrémité 22 est délimitée par une plaque ou flasque d'obturation
20. Cette flasque 20, représentée en vue de face à la figure 6, reçoit
l'extrémité du manchon 2 dans une rainure circulaire 201. Lorsqu'il est en fin
de course, le piston 72 est en appui sur la flasque 20. La flasque
d'obturation
comprend quatre orifices traversants et circulaires, 202, 203, 204, 205,
qui permettent le passage du contenu de la chambre C2 en direction de, ou
venant de, la chambre principale C8. En variante, le nombre des orifices
traversants de la flasque 20 est différent de quatre, en étant supérieur ou
20 égal à un.
Les orifices 202 à 205 sont disposés au voisinage d'un bord de la
flasque 20. Deux orifices 202, 203, d'un diamètre voisin de 10 millimètres
sont disposés l'un au dessus de l'autre. Deux orifices 204, 205, d'un
diamètre plus faible, voisin de 5 millimètres sont disposés de part et d'autre
d'une droite A20 verticale passant par les centres des orifices 202 et 203.
Une telle disposition et une telle différence de section entre les orifices
202 à
205 induisent des passages privilégiés des différents composants du
contenu du dispositif dans ces orifices.
On distingue des composants liquides contenant des fluides et des
particules dites fines dont la taille est inférieure à 5 millimètres et des
composants solides contenant des particules d'une taille supérieure à 5
millimètres. Les composants liquides peuvent emprunter tous les orifices
202 à 205 alors que les composants solides ne peuvent emprunter que les
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orifices 202 et 203, de plus grande section. Ainsi, on provoque des flux
différents des composants entre les chambres C2 et C8, selon que les
composants empruntent l'un ou l'autre des orifices 202 à 205. Il en va de
même lorsque le mélange passe de la chambre C3 vers la chambre C2 à
travers la chambre C8. La disposition des orifices 202 à 205 et les diamètres
différents des orifices 202 à 205 favorisent la création d'un écoulement
turbulent permettant le mélange homogène du contenu du dispositif 1 lors
de son passage d'une chambre C2, C3 à l'autre à travers la flasque 20. De
plus, les orifices 202 à 205 de la flasque 20 ont une action mécanique sur
les particules, lors du passage du flux entre les chambres C2 et C8. Cette
action mécanique permet de réduire la taille des particules du contenu initial
du dispositif, un tel contenu simulant un bol alimentaire arrivant dans
l'estomac.
Le volume utile de la chambre principale C8 est divisé en deux cavités
80, 81. Comme visible à la figure 4, les cavités 80, 81 sont de formes et de
dimensions différentes.
La première cavité 80 est cylindrique à section circulaire. Le diamètre
et la position de la cavité 80 sont adaptés pour qu'elle soit, d'un coté, en
regard de tous les orifices 202 à 205 de la flasque 20 et de l'autre coté en
regard de la chambre de compression C3, selon le mode de réalisation
illustré aux figures 7 et 8.
La cavité 80 est, d'un côté, en regard de la chambre de compression
C3 et, de l'autre côté, en regard d'une chambre complémentaire C9, selon le
mode de réalisation illustré aux figures 1 à 3.
La seconde cavité 81 est configurée en L dont une branche 810 est
reliée à la cavité 80. La section de la branche 810 est telle que les
composants, essentiellement les composants liquides, pénètrent dans cette
branche et ainsi passent de la cavité 80 vers une branche 811. L'autre
branche 811 de la cavité 81 est fermée à son extrémité libre 10a, en
configuration normale d'utilisation du dispositif 1. Le volume de la cavité 81
est inférieur à celui de la cavité 80. Cette seconde cavité 81 n'est ni en
regard des orifices 202 à 205 de la flasque 20 ni en regard de la chambre de
compression C3. La branche 811 définit donc une zone isolée de stockage
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temporaire du contenu du dispositif 1, en particulier des composants
liquides. Les composants solides sont reçus, de même que les composants
liquides, dans la cavité 80 lors d'un cycle de fonctionnement normal du
dispositif.
Comme représenté à la figure 4, les parties basses des cavités 81, 80
sont reliées respectivement à des orifices de sortie 10a, 10b, eux-mêmes
respectivement connectés à des embouts 11 a, 11 b qui sont fermés en
configuration normale d'utilisation du dispositif 1. Ces embouts 11 a, 11 b
peuvent être reliés à des dispositifs d'évacuation ou de soutirage du contenu
du dispositif 1. Ces dispositifs sont, par exemple, des pompes péristaltiques.
La cavité 81 est reliée à l'embout 11 a au niveau de l'extrémité libre de
la branche 811. Lors d'un cycle de simulation de la digestion, les orifices
10a, 10b sont normalement fermés. Ils ne sont ouverts qu'en cas de besoin,
pour effectuer des soutirages de l'une ou l'autre des cavités 81, 80. Ainsi,
il
est possible de soutirer sélectivement les composants liquides du contenu
du dispositif en ouvrant uniquement l'orifice 10a. L'ouverture de l'orifice
10b
permet le soutirage des composants solides et liquides indifféremment. De
cette manière, on reproduit de façon contrôlée et plus représentative la
vidange gastrique d'un être humain ou de mammifères monogastriques.
Une sortie 10c, visible à la figure 3, est prévue au voisinage de l'orifice
10b. Cette sortie 10c débouche en partie basse de la cavité 80. Elle est
fermée en configuration normale d'utilisation. La sortie 10e permet une prise
d'échantillons du contenu du dispositif. En cas de besoin, cette sortie 10c
permet également une vidange totale et rapide du dispositif 1.
Les embouts 11 a, 11 b peuvent, dans un mode de réalisation non
représenté, être reliés à un dispositif simulant le comportement de l'intestin
grêle. Un tel dispositif peut comprendre, par exemple, une série de
récipients reproduisant les différentes parties de l'intestin grêle, à savoir
le
duodénum, le jéjunum et l'iléon. Ces récipients, par exemple de forme
conique, sont pourvus de moyens d'agitation, de chauffage et de contrôle du
pH. Ils sont également équipés de moyens d'introduction contrôlée de
produits tels que des solutions reproduisant des sécrétions pancréatiques et
biliaires, de l'eau, du bicarbonate de sodium ou autres. Un système de
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désoxygénation, par injection d'azote gazeux dans les récipients, est
également prévu. Des pompes relient les récipients entre eux, le soutirage
s'effectuant en partie basse du récipient, l'alimentation en partie haute. Des
moyens d'introduction sélective de produits à tester peuvent être prévus sur
5 un ou plusieurs de ces récipients. La forme conique des récipients permet
d'optimiser le mélange, quel que soit le volume du contenu présent dans les
récipients. Ces récipients sont ainsi disposés en cascade à la sortie du
dispositif 1.
Il est possible de prévoir un asservissement des récipients simulant un
10 intestin grêle et du dispositif 1 simulant un estomac. Dans ce cas, une
modification d'au moins un paramètre relatif au fonctionnement d'un
récipient, parmi les récipients simulant l'intestin grêle, influence les
paramètres relatifs au fonctionnement des autres récipients. De même, une
modification d'au moins un paramètre du dispositif 1, peut influencer au
moins un paramètre du dispositif de simulation de l'intestin grêle, et
réciproquement.
En variante, ce dispositif simulant le comportement de l'intestin grêle
peut comprendre une série de dispositifs 1, adaptés.
En partie supérieure, le bloc principal 8 est équipé d'un orifice 12
d'introduction du bol alimentaire dans la chambre C8. Ce bol est préparé
séparément et il peut provenir d'un dispositif simulant le remplissage
gastrique. Un tel dispositif est adapté pour optimiser le temps et la surface
de contact entre les ingrédients du bol alimentaire et la salive ou une
solution la reproduisant. On peut également introduire directement par
l'orifice 12 les composants du bol alimentaire, à savoir des aliments, de
l'eau.
Des tubulures 13, 14 et 15 montées sur le bloc 8, débouchent
latéralement, en partie haute de la chambre C8, au niveau de la cavité 80.
Elles permettent l'injection, en quantité désirée et à n'importe quel moment
du cycle de simulation de la digestion, de produits intervenant dans la
digestion, par exemple, des produits permettant la dégradation des aliments,
tels que de l'acide chlorhydrique, des enzymes gastriques comme la
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pepsine ou la lipase ou d'autres produits intervenant dans le processus de
digestion.
Un autre orifice 16, situé en partie haute du bloc 8, à proximité de
l'orifice 12, permet l'introduction d'une sonde 160, visible aux figures 1 et
7,
de pH et/ou de température dans la cavité 80 afin de mesurer et contrôler
ces paramètres au cours du cycle de fonctionnement du dispositif.
Un autre orifice 16a situé sur le bloc 8, au niveau de la branche 811 et
visible à la figure 4, permet l'introduction d'un capteur de pression, non
représenté, qui mesure et contrôle la pression dans le dispositif 1 au cours
du cycle de digestion. La mesure de la pression permet d'adapter le
mouvement des vérins, tout en évitant une surpression dans le dispositif 1.
Pour cela, le capteur de pression est avantageusement relié à un organe
d'arrêt d'urgence des vérins.
D'autres orifices peuvent être prévus sur le bloc 8 ou sur des blocs
intermédiaires disposés entre le bloc 8 et une chambre de compression C2,
C3 afin de permettre si besoin la mise en place d'autres capteurs. Il est
également possible d'équiper le bloc 8 d'une soupape d'évacuation des gaz
adaptée pour permettre le prélèvement de gaz présent éventuellement dans
le dispositif 1. Une telle soupape participe également au maintien d'une
pression contrôlée dans le dispositif 1.
Lorsqu'on souhaite introduire dans le dispositif 1 des produits à tester,
on utilise une chambre complémentaire C9 dite chambre pharmaceutique,
intercalée entre la flasque 20 et le bloc principal 8, c'est-à-dire entre les
chambres C2, C8 comme représenté aux figures 1 à 3.
La chambre Cg est ménagée dans un bloc complémentaire 9, en
l'espèce globalement parallélépipédique. La chambre Cg est cylindrique à
section circulaire et identique à celle de la chambre principale C8. Une telle
configuration permet un libre passage du contenu du dispositif entre ces
deux chambres C8 et C9.
Un orifice 18 ménagé en partie supérieure du bloc 9 est adapté pour
recevoir un accessoire 17. Cet accessoire, monté de manière amovible ou
non, est adapté pour recevoir des produits à tester afin de mettre ceux-ci en
contact avec le contenu du dispositif 1 lors de son passage par la chambre
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C9. L'accessoire 17 représenté à la figure 5, comprend un panier percé 170,
amovible, propre à contenir des produits à tester sous forme solide.
La forme de l'accessoire 17, en particulier la disposition, le nombre et
la taille des trous du panier 170, peut être différente de celle représentée à
la figure 5.
Un bouchon 19 obture, de manière amovible, la partie supérieure du
panier 170. L'accessoire 17 est dimensionné de telle sorte qu'une fois
positionné dans l'orifice 18, le bouchon 19 obture hermétiquement l'orifice
18. Seul le panier 170 plonge dans la chambre C9, mettant ainsi en contact
le produit à tester avec le contenu du dispositif 1.
Le bloc complémentaire 9 est adapté pour être monté et démonté
aisément du dispositif 1. Pour cela, il suffit de démonter les plaques 4a, 4b
de la chambre C2, le manchon 2, les tiges 5 correspondantes et la flasque
20.
Dans la configuration sans chambre C9, représentée aux figures 7 et 8,
il n'est pas prévu d'incorporer un produit à tester en cours de cycle de
fonctionnement du dispositif autrement que par l'orifice 12, voire par les
tubulures 13, 14 et 15. Le produit est alors directement incorporé au contenu
du dispositif. Bien entendu, il est possible d'effectuer des cycles de
simulation de la digestion en présence du bloc 9 et de l'accessoire 17 dans
le dispositif 1 sans introduire de produit à tester dans l'accessoire 17.
Dans le cas où l'on souhaite tester des produits liquides, ceux-ci
peuvent être introduits dans le dispositif, à tout moment du cycle de
fonctionnement du dispositif, par un des orifices ménagés dans le bloc
principal 8, par exemple par les orifices 13, 14, ou 15. Il est également
possible d'incorporer directement le produit liquide à tester dans le bol
alimentaire lors du remplissage initial du dispositif 1.
Dans un autre mode de réalisation non illustré, l'accessoire 17
comprend une poche perméable propre à recevoir un liquide à tester. Dans
tous les cas l'accessoire 17 est adapté au produit à tester.
Le maintien en température du contenu du dispositif est assuré par
des films chauffants 25 disposés au niveau des manchons 2, 3 sur la face
extérieure de ces derniers. Ces films sont pourvus d'un fil résistif
chauffant.
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Dans le mode de réalisation représenté, ils sont transparents, ce qui
préserve la vision de l'intérieur des chambres C2, C3. En variante, ces films
sont opaques et adaptés pour préserver la vision de l'intérieur des chambres
de compression, par exemple par des découpes ménagées dans le film.
Dans un mode de réalisation non illustré, le bloc principal 8,
éventuellement la flasque 20 et/ou le bloc complémentaire 9 sont
positionnés sur un support, par exemple un berceau chauffant.
Dans un autre mode de réalisation non illustré, un tel support
thermostaté reçoit également, les manchons 2, 3. Dans ce cas, l'utilisation
d'un tel support rend inutile l'utilisation des films chauffants 25.
En variante, tout le dispositif 1 est logé dans une enceinte
thermostatée.
Dans la mesure où le dispositif 1 est utilisé pour simuler des conditions
physiologiques ou pathologiques de la digestion chez un mammifère
monogastrique ou chez l'être humain, les paramètres suivants sont
appliqués au dispositif 1, dans un mode de fonctionnement simulant une
digestion normale :
La température du contenu est maintenue à une valeur comprise entre
36 et 41 C à au moins 0,2 C près.
Le pH du contenu est régulé entre 1 et 8, notamment par l'introduction
d'acide chlorhydrique par l'une des tubulures 13 à 15.
Le dispositif 1 est adapté pour recevoir un bol alimentaire, par
exemple, de l'eau ou des aliments mixés. Cette introduction s'effectue de
manière progressive en cours de cycle ou en une seule fois avant le début
du cycle.
Pour introduire un bol alimentaire dans le dispositif, on écarte, si
besoin, les pistons 72, 73 l'un de l'autre à mesure de l'augmentation du
volume du contenu dans le dispositif. Inversement, les pistons 72, 73 vont
progressivement se rapprocher l'un de l'autre à mesure de la diminution du
contenu, par exemple lors d'un soutirage, jusqu'à revenir à une position
prédéfinie. Cette variation du volume du contenu au cours d'un cycle de
fonctionnement dépend des entrées de bol alimentaire et/ou de sécrétions
gastriques, des temps de résidence du bol alimentaire dans le dispositif 1 et
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des soutirages réalisés. Les entrées, le temps de résidence et les soutirages
du contenu du dispositif sont variables en fonction des conditions digestives
à reproduire. Le volume instantané de contenu présent dans le dispositif 1
peut aller jusqu'à 600 millilitres.
Des déplacements longitudinaux alternatifs des deux pistons 72, 73
sont réalisés lors d'un cycle de fonctionnement du dispositif 1. La fréquence
et la vitesse de ce mouvement de va-et-vient des pistons 72, 73 sont
réglables. Par ce mouvement, synchrone ou asynchrone, des pistons, on
provoque un déplacement du bol alimentaire d'une chambre de compression
C2 ou C3 vers l'autre chambre de compression C3 ou C2 à travers la
chambre principale C8 et la flasque d'obturation 20 et éventuellement la
chambre complémentaire Cg, situées entre les chambres C2, C3. Ces
mouvements provoquent un écoulement turbulent du contenu dans
l'ensemble du dispositif 1, assurant un mélange homogène de celui-ci ainsi
qu'un broyage peu "agressif' vis-à-vis des composants solides. En d'autres
termes, on reproduit de manière satisfaisante et représentative une
digestion gastrique.
Le mélange et le broyage du contenu gastrique peuvent être optimisés
par la présence de plusieurs flasques d'obturation, disposées dans le
dispositif 1, notamment entre la chambre principale C8 et une chambre de
compression C2, C3, voire entre les chambres C8 et C9. Ainsi, on peut avoir
un jeu de flasques, avec des orifices identiques ou non, que l'on utilisera en
fonction des besoins, par exemple selon la réduction souhaitée de la taille
des composants solides du bol alimentaire.
Dans un autre mode de réalisation, le mélange et le broyage du bol
alimentaire peuvent être améliorés par la présence de pièces de mise en
turbulence ou chicanes, disposées soit dans la chambre de digestion C8, soit
au niveau des chambres C2, C3, soit dans les orifices 202 à 205 de la
flasque 20.
L'utilisation de pistons 72, 73 pour induire un mouvement du bol
alimentaire dans les chambres C2, C3 permet une mise en mouvement
complète, régulière et contrôlée du bol. On simule ainsi le tonus stomacal et
donc on reproduit de manière représentative ce qui se passe lors de la
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digestion. Par ailleurs, le déplacement des pistons 72, 73, respectivement,
dans les manchons 2, 3, combiné à un positionnement en butée contre les
extrémités 22, 32, respectivement, en fin de cycle de digestion, pour le
moins limite considérablement, voire annule, la présence de zones mortes
5 dans les chambres C2, C3. Par ailleurs, les mouvements alternatifs des
pistons réduisent considérablement, par un effet de type lessivage, la
présence, en fin de cycle, de particules résiduelles non digérées dans la
chambre C8 dont le volume utile est voisin de 60 millilitres.
Avantageusement, le dispositif 1 est adapté pour étudier le
10 comportement d'un produit à tester, celui-ci étant introduit et/ou retiré à
tout
moment d'un cycle de fonctionnement. Un tel produit à tester peut être par
exemple un comprimé, un cachet, une gélule, une pâte, voire un liquide
maintenu par un dispositif adapté. Pour cela, le bloc complémentaire 9
permet la mise en contact du contenu du dispositif avec le produit à tester
15 préalablement déposé dans l'accessoire 17, au sein de la chambre
intermédiaire Cg.
Avec le dispositif 1 on peut suivre, d'une part visuellement, à travers
les manchons 2, 3, l'évolution du bol alimentaire, et d'autre part soutirer
des
échantillons du contenu du dispositif par l'orifice 10c.
