УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ ГОЛОВЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
DEVICE FOR FIXATION OF HEAD OF LABORATORY ANIMALS

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной медицине, физиологии, патологической физиологии и фармакологии и может быть применено для бережной фиксации мелких лабораторных животных, в основном крыс, при проведении научных опытов.
Общей проблемой фиксации мелких животных в научно-исследовательских институтах при проведении медицинских и физиологических опытов является с одной стороны ненадежность фиксации, а с другой - травматичность известных методов, что негативным образом сказывается на качестве и чистоте эксперимента.
Известно устройство для бережной фиксации в неподвижном состоянии мелких лабораторных животных, позволяющее производить манипуляции с выбранным участком поверхности тела (патент РФ №2524251, МКП A61D 3/00, 2014). Устройство позволяет достичь степени полной иммобилизации лабораторных животных, преимущественно крыс, содержит корпус из «стенофлекса» с загрузочным проемом и снабжено штативом, при этом в устройстве в качестве корпуса используется отрезок мягкоэластичной трубки цилиндрической формы с двумя ленточными обжимными хомутами из нержавеющей стали с винтом, передающим усилие по червячному типу.
Однако недостатком известного устройства для бережной фиксации является избыточная жесткость применяемых материалов, а именно металлических обжимных хомутов и корпуса из «стенофлекса», которые делают затруднительными контроль над положением тела лабораторного животного во время фиксации. При этом металлические хомуты требуют инструмента для работы с ними (отвертка, либо гаечный ключ) и не позволяют осуществлять фиксацию быстро, а выполненный из дерева штатив не может быть подвергнут полноценной стерилизации химическими средствами, применяемыми в операционной. Кроме того, материал, из которого выполнен корпус прибора, не пропускает воздух и не способен впитывать жидкость, что в условиях длительных манипуляций на лабораторных животных может иметь нежелательные последствия (асфиксия, загрязнение операционного поля биологическими жидкостями и т.п.).
Известен способ фиксации мелких лабораторных животных липкой лентой за конечности, туловище и голову в положении на спине на операционном столе, заключающийся в размещении наркотизированного мелкого лабораторного животного на устройстве, содержащем основание с подставочными упорами и направляющими, которые повторяют контуры крысы, размещенной на спине, с раскинутыми в стороны передними и задними лапами (патент РФ №2303421, МПК A61D 3/00, 2007).
Недостатком известного способа фиксации является то, что для него обязательна предварительная наркотизация биомодели (крысы), что неприемлемо при простых манипуляциях, не требующих общей анальгезии. К тому же, данный способ достаточно трудоемкий и сложный для выполнения одним человеком. В отсутствие ассистента эти недостатки существенно увеличивают время манипуляций, что, в свою очередь, требует больших доз наркотических средств. Кроме того, представленный способ не может быть использован для фиксации лабораторных мышей и не позволяет изменять положение животного, что делает затруднительным (пункция латеральной хвостовой вены) или невозможным (манипуляции на дорсальной поверхности тела, глазах) применение целого ряда широко используемых методик.
Технической задачей изобретения является разработка эффективного способа фиксации мелких лабораторных животных, применение которого не требует специальных навыков, позволяет легко и быстро (без помощи ассистентов) обеспечить оперативный доступ к любой части тела лабораторного животного и проводить большой перечень хирургических манипуляций, в условиях, максимально нивелирующих негативные факторы длительной иммобилизации.
Технический результат достигается за счет применения механических фиксаторов: ушного и морды (носа и нижней челюсти, резцов верхней челюсти), что повышает надежность фиксации головы, одновременно снижая риск травматизации ротовой полости.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство для фиксации головы лабораторных животных, содержащее основание с подставочными упорами и направляющими, которые повторяют контуры подопытного животного, отличающиеся тем, что в него введен ушной фиксатор, фиксатор морды, который, в свою очередь, содержит: фиксатор носа, фиксатор резцов верхней челюсти, фиксатор нижней челюсти, со следующими соединениями: голова животного за ушные отверстия расположены между правой и левой конусными насадками фиксатора ушного, нижняя челюсть головы лежит на фиксаторе нижней челюсти, на верхней части морды - нос и верхние челюсти расположен фиксатор носа, верхние резцы зацеплены за фиксатор резцов верхней челюсти; фиксатор нижней челюсти и фиксатор носа прижаты к фиксатору резцов верхней челюсти.
На чертеже представлена схема устройства в изометрии. на которой изображено:
1. Барашек крепления фиксатора резцов верхней челюсти (2 шт.)
2. Вертикальный микрометрический механизм с ручной подачей
3. Горизонтальный микрометрический механизм с ручной подачей
4. Втулка фиксатора носа и нижней челюсти
5. Колесико фиксатора морды
6. Микрометрический механизм фиксатора ушного (2 шт.)
7. Наконечник фиксатора ушного (2 шт.)
8. Опора фиксатора ушного
9. Предохранительный шарик наконечника фиксатора ушного (2 шт.)
10. Пружина верхняя и нижняя
11. Рамка опорная фиксатора морды
12. Ролик фторопласт
13. Фиксатор нижней челюсти
14. Фиксатор носа
15. Фиксатор резцов верхней челюсти
16. Шпилька фиксатора морды
17. Голова
18. Колесико вертикальной подачи
19. Колесико горизонтальной подачи
Состав устройства
Устройство состоит из трех блоков: фиксатор ушной, фиксатор морды, микроманипулятор.
Фиксатор ушной состоит из: микрометрических механизмов фиксатора ушного 6 (2 шт.), наконечник фиксатора ушного 7 (2 шт.), опоры фиксатора ушного 8, предохранительных шариков наконечника фиксатора ушного 9 (2 шт.).
Фиксатор морды состоит из: барашек крепления фиксатора резцов верхней челюсти (2 шт.) 1, втулка фиксатора носа и нижней челюсти 4, колесико фиксатора морды 5, пружины верхняя и нижняя 10, рамка опорная фиксатора морды 11, ролик фторопласт 12, фиксатор нижней челюсти 13, фиксатор носа 14, фиксатор резцов верхней челюсти 15, шпилька фиксатора морды 16.
В фиксаторе морды следует выделить прижимное устройство состоящее из: шпильки 16, втулки 4, пружин 10, ролика 12, колесика 5.
Микроманипулятор состоит из: вертикального микрометрического механизма с ручной подачей 2, горизонтального микрометрического механизма с ручной подачей 3, колесика вертикальной подачи 18, колесика горизонтальной подачи 19.
Новизна и преимущество
Новизна состоит в том, что данное устройство
- Позволяет фиксировать нижнюю челюсть, что повышает надежность фиксации головы, одновременно снижая риск травматизации ротовой полости, посредством переноса точки фиксации с костей твердого неба на ветви нижней челюсти. Таким образом давление фиксатора осуществляется не на слизистую оболочку, а на более устойчивую к механическим повреждениям кожу.
- Чтобы обеспечить фиксацию сначала верхней части морды, затем нижней, в конструкции предусмотрены пружины разной жесткости.
- Устройство фиксатора ушного.
- Используются микрометрические механизмы 2 и 3 (подачи) с настраиваемым механизмом пробуксовки, что позволяет одновременно надежно и бережно зафиксировать голову 17 за ушные отверстия. Негативное влияние вращения штока микрометрического механизма устраняется с помощью, например, фторопластовой конусной насадки 7 и подшипника в виде шарика 9. Насадка вставлена в специальное отверстие на торце штока. Конусная насадка и шток соосны. Отверстие в штоке выполнено на глубину втулки насадки. Трение между торцом втулки насадки и дном отверстия штока нивелируется подшипником в виде шарика 9.
Использование съемных конусных насадок для фиксатора ушного дает:
возможность замены насадок
возможность подобрать насадку нужной анатомической формы, за счет изменения угла вершины конуса
возможность стерилизации насадок
- использование микрометрических механизмов (подач) для позиционирования головы по двум осям (вертикальная и горизонтальная), что обеспечивает простоту и точность позиционирования головы животного одной рукой. Горизонтальная подача позволяет регулировать расстояние межу осью, проходящей через ушные отверстия, и резцами верхней челюсти (регулировка длины черепа), вертикальная подача позволяет регулировать наклон головы относительно плоскости опорной платформы.
- Использование фторопластовых (синтетических полимерных) деталей в конструкции устройства имеет следующие преимущества:
удешевление стоимости конструкции
материал прост в обработке
материал используется в узлах с трущимися поверхностями при этом не требует смазки
- Возможность переворота фиксатора морды на 180°.
Позволяет получить оперативный доступ к вентральной поверхности шеи.
Используемые материалы
- алюминий
- фторопласт
- хирургическая сталь
Особенность работы с устройством в отличие от аналогов.
Чтобы закрепить голову 17 животного в устройстве, животное предварительно наркотизируется, затем фиксация головы животного начинается с фиксации за ушные отверстия, при этом голова 17 должна фиксироваться по центру, между правой и левой конусными насадками фиксатора ушного 7. Далее, фиксируется верхняя часть морды - верхние резцы вставляются в специальное отверстие фиксатора резцов верхней челюсти 15. Затем затягивая колесико фиксатора морды 5, сначала прижимается фиксатор носа 14, затем фиксатор нижней челюсти 13.
Таким образом, получается, что нижняя челюсть головы 17 лежит на фиксаторе нижней челюсти 13, на верхней части морды (нос, верхние челюсти) головы 17 лежит фиксатор носа 14, верхние резцы зацеплены за фиксатор резцов верхней челюсти 15. Ушные проходы зажаты между наконечниками фиксатора ушного 7.
Фиксатор нижней челюсти 13 и фиксатор носа 14 стягиваются (прижимаются к фиксатору резцов верхней челюсти 15) при помощи шпильки 16, колесика 5 и ролика 12.
Шпилька 16 продета через отверстия в фиксаторе носа 14 и фиксаторе резцов верхней челюсти, а нижним концом закреплена в фиксаторе нижней челюсти 13, с помощью втулки 4. На шпильку сверху надет прижимной фторопластовый ролик 12 ролик своим нижним скругленным концом погружен в специальный паз в фиксаторе носа 14. Над роликом на шпильку навинчивается колесико 5, у колесика имеется внутренняя резьба с тем же шагом, что и у шпильки. Вращение колесика вокруг оси прижимает или ослабляет фиксаторы носа 14 и нижней челюсти 13 в направлении фиксатора резцов верхней челюсти 15.
На шпильку 16 одеты пружины 10 разной жесткости, верхняя между фиксатором носа 14 и фиксатором резцов верхней челюсти 15 и нижняя между фиксатором резцов верхней челюсти 15 и фиксатором нижней челюсти 13. Пружины разной жесткости необходимы для правильного порядка стягивания фиксатора морды, сначала к голове 17 прижимается фиксатор носа 14, затем фиксатор нижней челюсти 13, а также для возврата фиксаторов носа и нижней челюсти в исходное положение при ослаблении колесика 5.
Наконечники фиксатора ушного 7 вставлены в отверстия штоков микрометрических механизмов 6. Между дном отверстия штока и наконечником 7 вставлен предохранительный шарик 9.
При необходимости закрепления головы 17 в перевернутом положении (животное лежит на спине, нижние челюсти вверху) необходимо:
- открутить барашки 1 крепления фиксатора резцов верхней челюсти 15
- у фиксатора морды перевернуть затяжное устройство:
- скрутить колесико фиксатора морды 5 и вынуть втулку крепления шпильки фиксатора морды в фиксаторе нижней челюсти
- закрепить шпильку 16 с помощью втулки 4 в фиксаторе носа
- оставить пружины 10 в том же порядке
- надеть на шпильку фиксатора морды 16 фторопластовый ролик 12 и накрутить на шпильку колесико фиксатора морды 5
- собранный фиксатор морды закрепить на горизонтальной микрометрической подаче 3 в перевернутом положении (фиксатор нижней челюсти сверху) посредством двух барашков 1.
При работе с животными разных размеров возникает необходимость регулировки расстояния между фиксатором ушным и фиксатором морды, это достигается с помощью микрометрических механизмов, к которым крепится фиксатор морды.
Возможность применения
Устройство может быть применено для проведения операций на голове, шее, головном мозге лабораторных животных, в том числе в составе стереотаксической установки.