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動的消化管モデル"TIM": Nutrition

ヒトの消化管に類似した環境下で栄養素の消化吸収・機能を測定することが可能です
A HIGH-END DISSOLUTION AND DIGESTION APPARATUS "TIM"

消化管シミュレーションシステム TNO Intestinal Model "TIM"

TIMは胃~大腸の管腔内の生理学的状態を高精度にシミュレートする機能を備えています。 コンピューター制御による多用途の動的 in vitroシステムで消化管を通過する薬物や栄養素の動態を、 ヒトの胃、小腸、および大腸の状態にきわめて類似した環境下で測定することができます。 体温、pH、唾液、胃酸や各消化酵素の分泌、胃および腸での混合、MMC、蠕動運動による輸送、水および放出・消化された化合物の吸収、 腸内細菌叢による代謝等、実際の生体内で起こるさまざまなパラメーターを連続的に再現しモニター・制御します。 大腸モデルには高密度の複合的な嫌気性ヒト腸内細菌叢が使用されています。 小児、成人、高齢者、患者、動物等を含むあらゆる集団の消化管の状態を高い再現性でシミュレートすることが可能です。 TIMの有用性とその科学的影響はアカデミアや産業界から公開された240以上の査読済み論文を通じ認知されています。

システム概要: 胃・小腸モデル "TIM-1", "Tiny-TIMsg"

サンプルイメージ

消化管内腔におけるシミュレーション
 胃: 唾液、胃酸分泌、蠕動運動、胃からの排出
 十二指腸: 膵液、胆汁、重炭酸塩、pH制御、蠕動運動
 空腸: 栄養素、化合物の吸収、蠕動運動
 回腸: 栄養素、化合物の吸収、蠕動運動、大腸への輸送

生理学的条件オプション
 ヒト (健常者、 疾患、例;低胃酸症、特定の酵素分泌不全)
 新生児(0-1month), 乳児(1-6month)、幼児(6-24month)
 動物 (イヌ, ブタ)

 Tiny-TIM smartificialgut(sg)はTIMファミリーに最近追加されたシステムで、タッチパネルによる操作環境、 自動サンプリング、先進の胃区画モデル(Advanced Gastric Compartment)を搭載し、平均的な小腸の状態をシミュレートします。

システム概要: 大腸モデル "TIM-2"

サンプルイメージ

消化管内腔におけるシミュレーション
 嫌気性環境
 蠕動運動
 高密度のヒト活性腸内細菌叢
 腸内細菌叢による代謝物産生
 糖分解(SCFA, lactate, gasses)
 蛋白質分解(BCFA, ammonia, phenols, gasses)
 栄養素、化合物の吸収

 産生される短鎖脂肪酸の構成パターン
健常者腸内細菌叢(Pooled, Caucasian)の平均構成比は酢酸:ca.55%、プロピオン酸:ca.22%、酪酸:ca.23%で、実験中(例:0~120hrs)は同構成比・生理学的状態を常にモニターし、維持・制御する機能が搭載されています。 Minekus et al., 1999

用途・Application

サンプルイメージ

食品・機能性食品分野
新生児、乳児、幼児、成人、老人、疾患、動物(ブタ、イヌ)等の異なる生理学的条件下での各栄養素;蛋白質、アミノ酸、ペプチド、糖質、脂質、ミネラル、ビタミン等の消化率・吸収率予測・比較.
粉ミルクの栄養素の消化率とバイオアクセシビリティ
Digestible Indispensable Amino Acid Score (DIAAS)測定・比較.
グリセミック応答予測、低GI食品の抑制率測定・比較
胃での消化過程における食品の粘性、とろみ剤等の粘度測定・比較
in silico ニューラルネットワークと組み合わせての膨満感・空腹感予測
可溶性食物繊維のヘルスベネフィット
腸内フローラ生態研究(Effects of Prebiotics, Antibiotics, Probiotics)
プロバイオティクスサバイバル
製品の安全性評価:ニトロソアミン、マイコトキシン、 重金属等のBA予測
機能性食品のPOC、EU Nutrition Claim, Health Claim Support

査読済み発表論文・Publication       → □ Download Publication list ver.Nov2020.

Food Research International, 122, 2019.
Appetite ratings of foods are predictable with an in vitro advanced gastrointestinal model in combination with an in silico artificial neural network.
Susann Bellmanna, Shaji Krishnanb, Albert de Graafb, Rianne A. de Ligt, Wilrike J. Pasmanb, Mans Minekusa, Robert Havenaar.

Beneficial microbes, 10(1), 77-87. 2019
Spores of Bacillus coagulans GBI-30, 6086 show high germination, survival and enzyme activity in a dynamic, computer-controlled in vitro model of the gastrointestinal tract.
Keller, D., Verbruggen, S., Cash, H., Farmer, S., & Venema, K.

Clinical Nutrition Experimental 17, 2018
Human glycemic response curves after intake of carbohydrate foods are accurately predicted by combining in vitro gastrointestinal digestion with in silico kinetic modeling.
Susann Bellmann, Mans Minekus, Peter Sanders, Sieto Bosgra, Robert Havenaar.

JPGN Vol.65, Number 6, December 2017
Protein Digestion and Quality of Goat and Cow Milk Infant Formula and Human Milk Under Simulated Infant Conditions.
Annet Maathuis, Robert Havenaar, Tao He, Susann Bellmann.

Nutrition Research, 36, 2016
Herring roe protein has a high Digestible Indispensable Amino Acid Score (DIAAS) using a dynamic in vitro gastrointestinal model.
Robert Havenaara, Annet Maathuisa, Aard de Jonga, Daniele Mancinelli, Alvin Berger, Susann Bellmann.

Food Research International, 88, 2016.
Development of an advanced in vitro model of the stomach and its evaluation versus human gastric physiology.
Susann Bellmann, Jan Lelieveld, Tom Gorissen, Mans Minekus, Robert Havenaar


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