МОДЕЛЬ МУЖСКОГО УРОЛОГИЧЕСКОГО ТРАКТА ДЛЯ ПРОТОЧНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ПАТОГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ

Полезная модель относится к аппаратуре для микробиологических процессов и может быть использована в биотехнологии, медицине и исследовательской практике при работе с патогенными микроорганизмами урогенитального тракта мужчин.
Культуральные методы исследования патогенных микроорганизмов урогенитального тракта мужчин широко используются в научных работах, посвященных изучению инфекций, передаваемых половым путем (ИППП). В большинстве случаев используются традиционные технологии посева на жидкие или твердые питательные среды, разлитые в пробирки или чашки Петри.
Реже экспериментаторы применяют проточный метод культивирования на биотехнологических ферментерах. Не смотря на то, что этот метод более объективен и перспективен, он не получил широкого распространения в силу значительного технологического «разногласия» используемых приборов с естественными физиологическими условиями существования микроорганизма. Кроме того, используемые в биотехнологии ферментеры имеют значительные объемы, так как предназначены для наращивания биомассы, и весьма дорогостоящи.
Известна установка для каскадно-проточного культивирования микроорганизмов (патент на изобретение №2031933), содержащая термостатируемый бокс с рядом мини-ферментеров, объединенных системами трубопроводов и снабженных блоком пневмоэлектропреобразователей и устройствами контроля процесса. Применение такой установки при изучении инфекций урогенитального тракта мужчин, передаваемых половым путем, может давать некорректные результаты, так как в данной установке не учитываются физиологические параметры организма.
Задача заявляемой полезной модели - создание установки для проточного культивирования патогенных микроорганизмов. Технический результат заключается в повышении точности моделирования физиологических параметров человеческого организма, таких как температура, рН и водно-солевой состав внутренней среды, объем органов и особенности циркуляции жидкой среды в органах урогенитального тракта мужчин.
Поставленная задача решается тем, что установка для проточного культивирования патогенных микроорганизмов, содержащая блок управления, емкость для сбора анализируемой среды и термостат с расположенными в нем резервуаром, микронасосом, клапанами, ферментером, выводным протоком, согласно решению резервуар представляет собой емкость в форме эллипсоида или цилиндра, выполненную из полиэтилена, объемом 500 мл, снабженную входным и выходным отверстиями, ферментер представляет собой полый эллипсоид из тефлона объемом 25 мл и оснащен люком, а также входным и выходным отверстиями, соединенными между собой полиэтиленовой перфорированной трубкой, при этом выход резервуара соединен с входом микронасоса, выход микронасоса соединен с входом ферментера посредством полиэтиленовой трубки, снабженной электромагнитным клапаном, выход ферментера соединен с выводным протоком, представляющим собой полипропиленовую трубку с коллагеновым покрытием внутренней поверхности длиной 150 мм.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, где изображена функциональная схема установки. Позициями на чертеже обозначены следующие составляющие установки:
1 - термостат,
2 - резервуар для питательной среды,
3 - микронасос,
4, 8 - клапаны,
5 - люк,
6 - ферментер,
7 - выводной проток,
9 - емкость для сбора анализируемой среды,
10 - блок управления.
Модель мужского урологического тракта для проточного культивирования патогенных микроорганизмов представляет собой установку для проточного культивирования патогенных микроорганизмов. Установка содержит блок управления 10, емкость 9 для сбора анализируемой среды и термостат 1 с последовательно расположенными в нем сверху вниз резервуаром 2 для питательной среды, микронасосом 3, клапаном 4, ферментером 6, оснащенном люком 5, выводным протоком 7 и клапаном 8. Лабораторный термостат 1 выполнен с термоизолированными входами и выходами для соединения блока управления с элементами, расположенными внутри термостата. Резервуар 2 для питательной среды представляет собой емкость в форме эллипсоида или цилиндра, выполненную из полиэтилена, объемом в 500 мл, что соответствует среднему объему мочевого пузыря мужчины. Резервуар 2 снабжен входным отверстием для введения среды и выходным отверстием. Выходное отверстие резервуара соединено с входом микронасоса 3. Выход микронасоса 3 соединен с входным отверстием ферментера 6 при помощи полиэтиленовой трубки диаметром 4,5 мм, снабженной электромагнитным клапаном 4. Ферментер 6 представляет собой полый эллипсоид и оснащен люком 5 для инокуляции посевного материала и забора проб, а также выходным отверстием. Ферментер 6 моделирует предстательную железу и имеет объем 25 мл, что соответствует объему предстательной железы. Материал корпуса ферментера 6 - тефлон. Полость ферментера может быть заполнена разными вариантами субстратов - только пористым материалом «Пороколл» или - коллагеновой массой с «посаженной» на нее культурой фибробластов. Разные варианты субстратов носителей ферментера 6 позволяют имитировать разные стадии воспалительного процесса, локализованного в простате. Через полость ферментера 6 от входного отверстия к выходному проходит полиэтиленовая трубка, с многочисленными отверстиями - порами, диаметром 0,1 мм, имитирующая предстательную часть мочеиспускательного канала. К выходному отверстию ферментера подсоединен выводной проток 7, представляющий собой полипропиленовую трубку с коллагеновым покрытием внутренней поверхности. Длина выводного протока 7 составляет 150 мм, что в среднем соответствует длине губчатой части уретры. Конец выводного протока 7 выполнен таким образом, чтобы обеспечивать сбор анализируемой среды в емкости 9, и снабжен клапаном 8 для контроля подачи жидкости в емкость 9. Блок управления 10, для которого разработано программное обеспечение для различных режимов культивации, предназначен для управления перемещением жидкости в установке.
Полезная модель работает следующим образом. Производят заливку питательной среды в резервуар 2. Устанавливают параметры культивирования с помощью блока управления 10. В соответствии с выбранной программой происходит открытие клапанов 4, 8 и заполнение установки питательной средой. Далее происходит закрытие клапана 4. Устанавливают температуру термостата 37°С. Производят инокуляцию заразного материала, которая может быть осуществлена тремя взаимоисключающими путями в зависимости от схемы эксперимента: а) в нижнее отверстие выводного протока 7; б) непосредственно в ферментер 6; в) в резервуар с питательной средой. Происходит открытие клапана 4. Далее в установке происходит непосредственная культивация, сроки и режимы которой будут зависеть от цели и задач эксперимента, вида возбудителя и т.д. По окончанию процесса культивации происходит открытие клапана 8, производят сбор материала в емкость 9 для проведения последующих микробиологических, биохимических и генетических исследований.
Заявляемая модель мужского урогенитального тракта позволяет имитировать его работу и осуществлять культивацию на протоке таких патогенных микроорганизмов как урогенитальная трихомонада, хламидии, уреаплазма и микоплазма и др., что дает возможность до известной степени моделировать патологический процесс, приближая условия культивирования патогенных микроорганизмов in vitro к реальным in vivo. Результаты таких исследований могут иметь существенное научно-практическое значение. Такая имитация в реальном времени позволит получить объективную картину изменения свойств патогенных микроорганизмов, развитие резистентности к используемым препаратам, изучать воздействие на них различных факторов.