驱蛔笼 驱蛔笼是一种笼式套提成体蛔虫装置,属于医疗保健用品。
蛔虫病是一种世界性分布流行的线虫寄生虫病,根据世界卫生组织1984年的报告[1],全世界有78亿条蛔虫,人类宿主为13亿:根据《蛔虫病》一书的记载[2],中国居民的平均蛔虫感染率为65%-70%。据96年6月国家卫生部透露的最新权威数字,全国平均寄生虫总感染率为62.6%,推算感染人数达7亿多(见中国妇女报96.6.19)。到目前为止,对蛔虫病的治疗方法主要有两种,第一种是药物驱虫方法,该方法可见于所有的关于寄生虫病的教材、正式书刊、研究报告、科普读物中。第二种方法是氧气驱虫方法,这可看做是一种物理方法,该方法据《蛔虫病》一书(书同上)的介绍,是由前苏联医生在1959年所采用,但其普及程度于今无资料可查。另一些治疗方法包括针炙、推拿、腹部按摩等,因其驱虫的真正效果是值得怀疑的,所以这些只能称为辅助方法。在近日来对我国现有专利文献的检索中,笔者也没有见到关于治疗蛔虫病的已有方法之外的新方案或新形式。([1]《肠道原虫及蠕虫感染》世界卫生组织编人民卫生出版社84年一版;[2]《蛔虫病》谷兴琳编写,人民卫生出版社80年一版)
所以可以肯定,在普通技术和我国现有专利技术中还没有一种台疗或驱除蛔虫的机(器)械方法。而事实上,蛔虫成虫生活在一个范围有限的半液体环境中,成虫的体积占其生活环境体积的比率也并非很小,成虫的蠕动、钻孔、摄食习性甚至可以和鱼类的游动、取食习性相对应。既然钩能够成功的钓住鱼,那么也必定有某种器械结构能够成功的捕捉住蛔虫的成虫。
本发明方案地目的就是推出一个具有安全、有效、方便三项特征的治疗或驱除蛔虫的器械结构。
本发明的目的是通过如下方式实现的:给出一个充分中空的拟球形体,其上有两个或两个以上的开口。每个开口的口直径相等,且该直径非常明显的小于两个开口间的距离。在拟球形体的每个开口处生成有翻向球体内的豁沿,并且在豁沿上分布有保持一定向心角度的,有一定弹性的棘刺,球内每两组棘刺间保持有一定的距离。
从结构上看,这样的一个拟球形体是能够适应人体消化道的活动规律的,并且在人体消化道内能够成功的套捉蛔虫成虫,限制它的活动,降低它的蠕动速度,或者使虫体受伤,虫体体腔液溢出后失去蠕动能力,最终将蛔虫成虫驱出人体消化道。拟球形体发挥作用的主要过程是这样的:(一)消化系统功能正常又怀疑蛔虫感染的人,可以在进食前,进食中或不进食情况下,将拟球形体吞下;(二)拟球形体的光滑外形、拟球形体腰部的适当尺寸,可以保证拟球形体在食道、小肠道和胃幽门部移行时保持开口向前的姿态,并且顺利通过各个括约肌段、狭窄段和运动紧缩段。拟球形体在肠道中以开口向前姿态移行时,极可能会与蛔虫成虫相遇,由于蛔虫成虫通常也保持尖端(头尾端)朝前的纵向姿态,并且有很强的钻孔习性,这就会使蛔虫成虫很自然的(以各段不同的动态概率)将前尖端部钻入拟球形体内;(三)由于拟球形体的每个开口内各有一组向心棘刺,使得蛔虫成虫钻入拟球形体后无法从另一个开口穿过拟球形体;(四)又由于棘刺具有足够的尖锐度、弹性、强度和适当的向心角度、形状和分布,使得迎头棘刺能够阻止虫体穿越、另一组棘刺在虫体开始退出前适时、有效的刺入虫体体表的角皮层;(五)虫体被刺入棘刺后可能有六种反应形式:A,后退,B、螺旋运动,C、以盘绕环形态强力后退,D、静止不蠕动,E、携球下行,F、携球上行。显然,拟球形体的结构使成虫没有足够的力量以反应A、反应B形式脱出。成虫可能以反应C形式脱出拟球形体,但这必然使虫体被划出裂口或者使虫体断裂为球内、球外两截,这可使成虫的体内压降低或丧失,因而使成虫迅速的基本丧失或完全丧失蠕动能力。成虫也可能会从反应A、B形式转为反应D、E、F形式,反应D形式可能是成虫体力降低的结果,这会使它很快的移向肠道下段,但反应D可能会与反应E、反应F交替出现,形成成虫的扰动,但扰动也会使成虫较快的移向肠道下段。同样,反应E也会使成虫更快的移向肠道下段,只要虫体越过回一盲括约肌段,其体力、阻力,磨擦力等造成的困难会使成虫不大可能再回到小肠段。扰动可能会带来腹痛或梗阻症状,但它持续的时间不会长,在成虫数量较少的情况下,适当的按揉会使症状基本缓解或消失。反应F又分为(F1)顶球上行,(F2)拖球上行两种情况,反应F1虽然可能使成虫到达胃部,但它不会出现肠穿孔、胆道梗阻等情况,因而是无害的。反应F2虽然有可能造成肠穿孔、胆道梗阻等症状,但在有食糜和肠道蠕动的情况下发生的概率非常之小,这时成虫的扰动仍将是以球体接触部分为中心的,它的上行是非特异性的,因而引起的症状较轻,易于受按摩和某些推送剂(如食醋)的控制,甚至在人吞服前就将某种麻痹药物装入拟球形体中,以控制蛔虫成虫扰动和上行的强度,也是一种很可行的措施。所以成虫的F2反应方式仍可以看成是良性的。(六)、很明显,虫体被刺后的各种反应都无法逃脱拟球形体带来的束缚,也无法避免拟球形体可能带来的损害。对蛔虫成虫来说,被拟球形体的棘刺刺入角皮层是它已适应的环境中所没有的情况,这会在很大程度上破坏它的代谢状态。结果是使蛔虫成虫的活动受到限制,蠕动能力受到削弱或丧失,最终在拟球形体的作用下,蛔虫成虫被驱出人体消化道。与钓鱼的情形相对照可以看出,拟球形体是通过一个封闭的棘刺结构,象一种特殊的笼子一样,利用蛔虫成虫的蠕动、钻孔习性套捉蛔虫成虫的头部或尖端部,最终达到驱除目的。这就是我们将拟球形体结构称为驱蛔笼的理由。
驱蛔笼方案对人体显然没有通常的药物禁忌和药物损伤,但是合并服用提高或降低肠道兴奋性的内服药物,对该方案可能是不适当的,因为兴奋性药物可能会提高虫体的扰动强度;驱蛔笼方案不会使虫体产生任何抗药性,因为该方案没有生物化学过程;由于驱虫药物对人体肠道和虫体的影响是同方向的,所以药物驱虫过程通常是肠道与虫体耐药性的一场竞赛。由于这个竞赛受到多种因素的干扰,所以药物驱虫在效果上通常是打了折扣的,而且它产生了一个“最短再服药周期”问题。而驱蛔笼在结构上就对肠道和虫体有所区别,因而驱蛔笼方案是一种针对性很强的驱虫方法,它可不受时间,地域,个体差异的影响进行连续,多次使用;驱蛔笼因为体积很小,结构简单,允许选用某种塑料做加工材料,因而成本非常低,可以一次性使用,并进行大范围,长时期的推广应用。
下面结合附图对本方案作进一步说明。
图1为有两个球心对称开口的驱蛔笼结构纵向剖示图。
图2为驱蛔笼开口面示意图。
图3为有两个球心对称开口的驱蛔笼的移行示意图。
在图1、图2中,腰部1是有两个开口笼体的弧形侧面的最凸部位,这个部位的尺寸显然与小肠或肠道的最窄区段相关,与食道括约肌、幽门括约肌、回盲括约肌的紧张度相关,也与人吞咽时的舒适程度相关,做为一种限制,腰部1尺寸为6-18毫米,开口2尺寸为5-14毫米。棘刺3的长度与其角度有关,也与开口2的大小有关,由于蛔虫尖端较细,所以同一开口上两个相对棘刺尖端的距离不超过1毫米。另外,两个开口面或笼体开口方向上的最长距离为16-30毫米。由于驱蛔笼必须由两个半体组成才能解决成型问题,因此无论两个半体以什么形式联接,笼体上都会有一个联接缝4。
显然驱蛔笼在发挥作用时需严格与人体消化道的生理过程相适应。就腰部1的尺寸来看,正常人的咽部和食道通过驱蛔笼体并不会有显著的不适感;由于贲门括约肌有明显的食物--舒张反应,在水或食物的推送下,驱蛔笼可以顺利通过正常的贲门段进入胃内:由于胃和小肠均存在共济运动,而且蛔虫成虫也主要活动于小肠段,所以驱蛔笼的安全性、有效性问题就主要与胃——小肠段有关。
人的胃小肠段在机能上一般有两个状态,一个是相对静止状态,一个是排空食物状态。前一状态时,胃容缩小,胃壁变厚,褶皱加重,蠕动减弱,同时小肠的共济运动很弱;在排空状态下,胃窦的蠕动泵按照胃的每分钟三次的频率,把食糜射入十二指肠,在85%情况下,十二指肠的起始收缩是恰巧发生在胃蠕动波已经把食糜送到十二指肠冠之后,十二指肠的平均蠕动频率为每分钟12次,其下的空肠是每分钟10次,小肠后部的回肠段为每分钟8-9次,十二指肠是小肠最短、最宽、最固定的部分,长20-30厘米,直径为3-5厘米。我国成人的空肠、回肠总长度的平均数为6米,空肠占其前五分之二,回肠占后五分之三;在舒张状态时空肠的内腔宽度为2.5-3厘米,回肠的宽度为2.0-2.5厘米,在收缩状态时空肠宽度为0.5-0.8厘米,回肠为1.0-1.8厘米,在静上状态下,整个小肠内腔的宽度为1.0-1.8厘米,而且从十二指肠到回肠末端逐渐减小。空肠、回肠的差别在于空肠的蠕动相对的快而深,粘膜皱壁较多,肠管较直,不易看到肠道内容物的积存,因而在食糜排空过程之后,空肠内的环境就显得较为简单、稳定,医学临床已经发现蛔虫成虫就主要寄居在空肠中、后段。
自发的节律性电活动是小肠固有的生理特性,这就是小肠的共济运动,它的具体形式是钟摆运动、分节运动和有推进力的蠕动。分节运动就是一个向下端移动的径向收缩段,其长度约6-7厘米,其宽度已如前述;紧接在收缩段前方的是一个共伴以径向舒张的轴向收缩段,这就是蠕动段,其长度不大于收缩段,宽度也如前述;收缩段和舒张(蠕动)段一起形成了小肠的一个蠕动波,食糜就基本上成团状在蠕动波中被向下推送,钟摆运动就是蠕动波造成的各种不确定的小肠道摆动。
如果以空肠10次/分的频率为平均值,那么每个蠕动波的间隔时间为6秒/次,根据正常小肠的X线造影剂观察,在同一时间内出现最多不超过3个蠕动波,否则就可视为蠕动过快。(以上数据及资料见:A、《消化道生理学》[美]H.W戴文波特科学出版社76年一版,P66、P87;B、《小肠疾病》郭景岳主编,甘肃人民出版社81年一版P1、P4、P13、P15、P41、P42、P43)据此可知(每个)蠕动波在整个(6m)小肠段耗用的时间为6秒/次×3次=18(秒),因而蠕动波的正常移动速度为6米/18(秒)=(米/秒)。考虑到蠕动波自身长度约0.13米,其后的静止段也应有1.5个长度,即波峰距应不小于0.32-0.33米,所以(米/秒)的蠕动波速是可信的,至少对空肠段来说,频率低于10次/分将是低效的,高于10次/分则可能产生机能损害。
以上主要说明了小肠的排空过程,在这个过程中,驱蛔笼的移行姿态十分重要。首先,笼体的光滑外形使其在食糜和肠道中移行时只具有小的阻力,并易于在曲折的肠道中改变姿态;第二,小肠蠕动波中食糜团的移动是由于受到收缩段向前的压力和蠕动(轴向收缩)段同时向后的挤压力,所以食糜团中存在着一个半环形流动,其方向为中部食糜向前流动,侧壁食糜相对向后流动,笼体在这个半环形流动的作用下将主要呈开口向前的纵向姿态并位于这个半环流的前部;第三、笼体腰部1尺寸通常大于或接近收缩段的肠腔宽度,使得笼体在阻力较小的情况下不会越过收缩段而落于蠕动波后部,即使落于蠕动波后部,笼体仍将主要呈开口向前姿态;第四、由于驱蛔笼可以由塑料制成,其比重接近于食糜,而且静止段肠腔宽度(1.0-1.8厘米)与腰部1尺寸(0.6-1.8厘米)相近,无论笼体是否处于蠕动波中,肠道都将连续的,无异常的对笼体姿态起导引作用,使这个偏长的拟球形体主要呈开口向前姿态。
再看蛔虫成虫的身体结构和主要习性。蛔虫成虫体表光滑,雄虫长约15-30厘米,体粗3毫米,雌虫长20-40厘米,粗3-6毫米。虫体壁分三层,外层为一较厚的角皮层,中层为角皮下层,内层为皮肤肌肉层,这揭示虫体表面不具营养吸收功能,且虫体是借助体内压力和肌肉运动在较软介质(食糜)内做变形盘曲蠕动,这与蚯蚓的环节形体表和在较硬介质(湿土)内做申缩蠕动区别明显。蛔虫成虫以肠内半消化食物(食糜)为食,头部最前端有口唇三片,呈“品”字排列,覆盖三角形口腔,口腔长0.8-1厘米,内径0.1厘米,直接与食管相连,这揭示虫体对食物能加以感觉和选择,但没有吞吸能力,极可能是通过上行移动和蠕动波推送压力获取食物。事实上研究人员已经发现,象蛔虫、绦虫等可蠕动寄生虫都有就食上移习性。对蛔虫来说,由于自身能破坏蠕动波的形态,就食上移就关系到能否顺利、及时的获得食物以及食物、繁殖竞争,从蛔虫患者饭后脐周疼痛可知,蛔虫的就食上移习性非常明显。(以上资料见:A、《蛔虫病》谷兴琳编写人民卫生出版社80年一版、P2-4;B、《寄生虫生理学》[英]查佩尔·L.H人民出版社85年三版)
我们将被捕获和被驱除看成两个过程,图3说明的就是蛔虫成虫被捕获时主要的一类条件。图3中5是小肠静止段,6是收缩段,7是紧接的蠕动段,8是蠕动段中的食糜团,9是团内半环流方向,10是驱蛔笼体,11是蛔虫体及头部,12是蠕动波方向。在胃肠道的排空高峰期内,当驱蛔笼和食糜一起进入十二指肠、空肠后,笼体就将基本保持开口向前姿态,和食糜团一起以约米/秒的速度向空肠下段和回肠移动,就体积和排送量来看这是完全真实可信的。蛔虫在非饥饿状态和肠道静止状态可能采取腹面朝下,贴附肠壁姿态,但在饥饿状态和肠道强排空状态则呈现就食上移姿态,即抬头逐渐上移,尽力使头部口腔正对食糜团中心,以获得最大的送食压力和食物量。如果这时开口朝前的驱蛔笼正好和食糜团一起到来,蛔虫的头部或尖端部就会钻入笼体开口内并且相对速度之快足以穿过棘刺丛钻入笼体内,由于棘刺体部柔软,刺尖锋利如针,角度适当,在虫体迎头被刺,无法前移,势将后退之时,棘刺已(呈对称形)刺入虫体头尖部。
驱蛔笼捕获虫体头部以后的直接结果是虫体蠕动受阻,虫体反应激烈,耗能增加;蛔虫无法取食,体力下降;虫体受伤,体内压降低,蠕动能力降低。随着时间延长,虫体将起来越难以恢复到原有状态。驱蛔笼捕获蛔虫成虫的最终结果是,蛔虫的固有习性被干扰、破坏,虫体产生各种非特异性反应,导致虫体前移速度低于肠道推送速度,虫体被驱出小肠段,最终排出体外。虫体即使能脱出笼体,也会因受伤而难于在短时间内恢复原有蠕动能力。在排空高锋期之外,驱蛔笼仍有可能捕获蛔虫成虫。
我们将驱蛔笼的有效性理解为笼体捕获概率的大小。影响捕获概率的因素包括成虫的饥饿程度、笼体的移行姿态、出现时期,静止段和蠕动段的肠腔宽度、个体差异和笼体质量等。我们设定禁食后的小肠排空期为笼体出现的最佳时期,这时捕获概率就可以看成为肠腔截面与笼体开口面积的比,其值为笼体开口直径与肠腔宽度的平方比,记为P1=d2/D2,P1就是一个笼体捕获一条蛔虫成虫的概率。由P1可知两个笼体捕获一条成虫的概率为P2=1-(1-P1)3,三个笼体捕获一条成虫的概为P3=1-(1-P1)3,相应有P1=1-(1-P1)4,……Pn=1-(1-P1)n。如果给定d=8毫米,视D为14(或20毫米),则有P1=0.3264(0.1975);P2=0.5464(0.3560);P3=0.6945(0.4832);P4=0.7942(0.5858);P5=0.8614(0.6672);P6=0.9067(0.7330);……这可以看做是令人满意的有效率,因为笼体可以一次吞服数个,也可以多次、长时间连续服用,以获得更高的有效水平。当然笼体的尺寸应当与服用人的年龄、身材相一致,并且在消化道存在炎症、溃疡、狭窄、梗阻等情况时是忌用的。
需要最后说明的是,驱蛔笼方案是安全可靠的,因为即使笼体分裂为两个半体,所有开口内的棘刺也仍然包藏在半体之内。