УСТРОЙСТВО ДЛЯ АППЛИКАЦИИ ЭМБРИОНОВ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Полезная модель относится к области биотехнологии воспроизводства сельскохозяйственных животных, в частности, крупного рогатого скота, и может быть использована для трансплантации эмбрионов в половые органы реципиентам.
Нехирургическая трансплантация эмбрионов у сельскохозяйственных животных, признанная наиболее эффективной технологией пересадки заморожено-оттаянных, свежих и иным образом полученных эмбрионов, представляет собой перенос эмбриона со средой (далее - эмбрион) из микропипетки или из пайеты в тело матки самки животного при помощи устройств, предназначенных для трансплантации, например, шприцов-катеров. Пайета представляет собой полиэтиленовую соломинку, в которой обеспечены условия для асептического хранения и транспортировки помещенных в нее эмбрионов (В.В. Мадисон, В.Л. Мадисон. Трансплантация эмбрионов в практике разведения молочного скота. - М: ВО «Агропромиздат", 1988 г., стр. 115-118).
Показатели приживляемости эмбрионов, не смотря на усиленный научно-практический интерес к теме их трансплантации, в настоящее время остаются относительно низкими (около 50% и ниже). Данный показатель зависит от многих факторов, в том числе от места имплантации, заключающегося в наложении эмбриона в заданную точку матки животного (так называемое место внутриматочной аппликации эмбриона). В частности, у крупного рогатого скота наиболее оптимальным местом аппликации эмбриона признана верхушка рога матки, являющаяся зоной выхода эмбриона из своей блестящей оболочки при наступлении естественной стельности.
Конструкции ряда известных устройств для трансплантации эмбрионов представляют собой трубчатый корпус (трубку) с упором, содержащим метку и выполненным с внешней стороны проксимального конца трубчатого корпуса, внутри которого с дистального конца предусмотрено штатное место для размещения пайеты, из которой эмбрион в процессе работы устройства выталкивается в полость рога матки, а устройство извлекается из половых путей животного (SU №1590069, №1802702, №1748813). Недостатком таких устройств является то, что они не могут достигнуть верхушки рога матки, и, как следствие, отсутствует возможность провести точечную аппликацию эмбриона в необходимое местоположение верхушки рога матки.
Известно устройство для трансплантации эмбрионов (прототип - а.с. №1796171). позволяющее достигать верхушки рога матки крупного рогатого скота, которое включает гибкую трубку-катетер с жестким наконечником, снабженным Т-образным отверстием, в которое подсоединяют эластичный капилляр, стыкующийся с пайетой, внутри которой содержится эмбрион. Пайету, в свою очередь, соединяют с пневмовыталкивателем. Устройство, кроме того, содержит мандрен, который помещают внутрь трубки-катетера для придания жесткости перед введением трубки-катетера в половые органы животного. После такого введения мандрен из трубки-катетера постепенно удаляют, и затем в нее вводят капилляр с эмбрионом. Необходимо отметить, что текст оригинала описания прототипа содержит различные наименования, касающиеся одного и того же конструктивного элемента: трубка-катетер, кроме того, названа «наружным корпусом устройства, выполненным из эластичного материала», «эластичной трубкой-катетером», «эластичным зондом», «гибким катетером»; эластичный капилляр, кроме того, поименован как «транспортный капилляр», а пневмовыталкиватель - как «нагнетатель воздуха в виде шприца». Согласно оригиналу описания и чертежа прототипа, трубка-катетер выполняет целевую функцию направителя (далее - трубка-направитель) эмбриона к месту его аппликации внутрь тела матки животного посредством прохождения эмбриона из пайеты через размещенный внутри этой трубки-направителя транспортный капилляр (далее - трубка-капилляр). Как видно из чертежа прототипа, трубка-направитель, выполнена полой по всей ее длине с образованием транспортного канала, предназначенного для прохождения внутри него трубки-капилляра. Проксимальный конец трубки-направителя выполнен открытым и незаглушенным, через который вводят трубку-капилляр в транспортный канал трубки-направителя. Дистальный конец трубки-направителя выполнен заглушенным за счет жесткого наконечника с закругленной наружной стенкой, в котором выполнено Т-образное отверстие. При этом, Т-образное отверстие, выполненное в жестком наконечнике, согласно формуле прототипа, представляет собой осевое отверстие, сообщающееся с выходными каналами (боковыми отверстиями) в плоскости, перпендикулярной осевому отверстию. Боковые отверстия выполнены возле заглушенного конца трубки-направителя. Когда трубку-капилляр дистальным концом продвигают по транспортному каналу в направлении жесткого наконечника, то при его достижении трубка-капилляр подсоединяется непосредственно к осевому отверстию, из которого через сообщающиеся с ним выходные каналы (боковые отверстия) осуществляется выход эмбриона в полость матки.
Не смотря на то, что трубка-направитель вышеуказанного устройства-прототипа выполнена эластичной и позволяющей достигнуть верхушки рога матки крупного рогатого скота, ее недостатком является высокий риск травмирования эндометрия матки при ее продвижении внутрь половых путей при помощи жесткого мандрена до требуемой точки рога матки, а также при извлечении этого мандрена из трубки-направителя, особенно в случаях, если процедура пересадки эмбрионов проводится на телках, половые органы которых по размеру меньше, чем у взрослых коров, что обусловлено их виргильностью. Жесткий наконечник, позволяющий свободно манипулировать внутри матки и при помощи пальпации контролировать место нахождения дистального конца трубки-направителя во время трансплантации, наносит дополнительные травмы слизистой оболочке рога матки. Еще одним недостатком является отсутствие возможности контроля за перемещением эмбриона внутри трубки-капилляра, так как длительный путь, который осуществляет эмбрион при переходе из пайеты через трубку-капилляр к месту его аппликации, может привести к гибели эмбриона еще при нахождении его в устройстве. В результате снижается показатель приживляемости эмбрионов, повышается эмбриональная смертность, кроме того, происходят значительные потери ценного биологического материала, временных и трудовых затрат оператора.
Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является обеспечение возможности проведения аппликации эмбриона в верхушку рога матки животного при снижении риска травмирования эндометрия.
Техническим результатом является повышение приживляемости эмбриона после трансплантации заморожено-оттаянных, свежих и иным образом полученных эмбрионов за счет аппликации эмбриона в заданную точку верхушки рога матки, соответствующую его физиологическому расположению в зависимости от стадии развития, и минимизации травматизма эндометрия матки.
Технический результат осуществляется тем, что устройство для аппликации эмбрионов крупного рогатого скота включает трубку-направитель 1 выполненную полой по всей ее длине с образованием транспортного канала 2, предназначенного для прохождения внутри него эластичной трубки-капилляра 3, при этом проксимальный конец 4 трубки-направителя 1 выполнен открытым и незаглушенным, причем с наружной стороны этого проксимального конца выполнен упор 9 с меткой 10, а дистальный конец трубки-направителя 1 выполнен заглушенным с закругленной наружной стенкой 5, кроме того, возле заглушенного конца трубки-направителя 1 выполнено боковое отверстие 6, предназначенное для выхода из транспортного канала 2 дистального конца трубки-капилляра 3, который выполнен открытым и незаглушенным, кроме того, проксимальный конец трубки-капилляра 3 соединен с пневмовыталкивателем 7. Согласно полезной модели, транспортный канал 2 в участке его выхода в боковое отверстие 6 выполнен изогнутым, при этом изгиб транспортного канала 2 образован внутренней стенкой 8 заглушенного дистального конца трубки-направителя 1, сопряженной с наружной закругленной стенкой 5 этого дистального конца, кроме того, радиус кривизны изгиба и диаметр бокового отверстия 6 выполнены с таким расчетом, чтобы трубка-капилляр 3 на выходе из бокового отверстия 6 образовывала угол со стороны наружной закругленной стенки 5, равный 10-70° относительно оси трубки-направителя 1, кроме того, дистальный конец трубки-капилляра 3 выполнен расширенным в виде адаптера 11 эллипсоидной формы, наружный диаметр которого выполнен с возможностью свободного перемещения по транспортному каналу 2 и выхода через боковое отверстие 6.
На фигуре 1 изображен общий вид устройства для аппликации эмбрионов крупного рогатого скота в продольном разрезе.
Детали устройства для аппликации эмбрионов имеют следующие характеристики. Трубка-направитель 1, в зависимости от материала, из которого она изготовлена, может быть одноразового (в частности, из пластмассы) и/или многоразового использования (в частности, из металла). В целях применения патентуемого устройства для аппликации эмбрионов у крупного рогатого скота предпочтительные параметры трубки-направителя 1 составляют: длина 30-50 см, наружный диаметр - 2-6 мм, внутренний диаметр (диаметр транспортного канала 2) - 1,5-2,5 мм. Транспортный канал 2 трубки-направителя 1 имеет гладкую внутреннюю поверхность. Упор 9, выполненный на наружной стороне проксимального конца трубки-направителя 1, содержит метку 10, местоположение которой на этом упоре 10 указывает на местоположение бокового отверстия 6, выполненного возле заглушенного конца трубки-направителя 1 Эластичная трубка-капилляр 3 может быть изготовлена из полимеров, используемых для изготовления медицинских трубок. Предпочтительные параметры трубки-капилляра 3 составляют: длина - 45-65 см, наружный диаметр - 0,5-2,0 мм, внутренний диаметр 0,3-0,5 мм.
Трубка-капилляр 3 может содержать шкалу, позволяющую оператору в процессе проведения эмбриотрансплантации определять глубину ввода трубки-капилляра 3, а также контролировать момент выхода адаптера 11 (в виде которого выполнен дистальный конец трубки-капилляра 3) из бокового отверстия 6. Применение шкалы может осуществляться, в частности, при использовании ультразвукового контроля во время процедуры переноса эмбрионов, кроме того, при необходимости проведения научных исследований, в частности, при изучении характеристик оптимальной глубины ввода трубки-капилляра 3. Шкалу располагают на проксимальном конце трубки-капилляра 3 между соединенным с ней пневмовыталкивателем 7 и упором 9 трубки-направителя при таком местоположении адаптера 11 в транспортном канале 2, когда адаптер 11 находится возле выхода из бокового отверстия 6. При этом, нулевая отметка шкалы расположена напротив упора 9, а числовое возрастание делений продолжается в сторону пневмовыталкивателя 7, который может быть выполнен в виде шприца.
Устройство для аппликации эмбрионов крупного рогатого скота работает следующим образом. Работа устройства показана в таком варианте, когда для оператора не доступно использование ультразвукового контроля, позволяющего при помощи ультразвука обеспечить видимость устройства внутри половых органов животного.
Перед проведением трансплантации эмбриона реципиента фиксируют в станке и проводят подготовительные процедуры: низкую сакральную анестезию путем введения 2% раствора новокаина в эпидуральное пространство между первым и вторым хвостовыми позвонками, санитарно-гигиеническую обработку наружных половых органов.
3
Проводят оттаивание пайеты с эмбрионом согласно установленной инструкции по трансплантации эмбрионов. К проксимальному концу трубки-капилляра 3 подсоединяют пневмовыталкиватель 7 с набранным в него воздухом объемом 1-2 см. Через адаптер 11 пайету подсоединяют к дистальному концу трубки-капилляра 3, в которую переносят содержимое из пайеты (эмбрион со средой). После этого пайету из адаптера 11 извлекают.Адаптер 11 за счет своей эллипсоидной формы обеспечивает для оператора удобную стыковку пайеты с дистальным концом трубки-капилляра 3 и безопасный перенос эмбриона со средой из пайеты в трубку-капилляр 3 с предотвращением потерь содержимого пайеты за пределы трубки-капилляра 3 и снижением рисков травмирования эмбриона или его гибели.
После того, как эмбрион помещен в дистальный конец трубки-капилляра 3, с ее проксимальной стороны чуть ниже от пневмовыталкивателя 7 (на 1-3 см) на трубку-капилляр 3 устанавливают зажим с целью предотвращения самопроизвольного перемещения эмбриона внутри трубки-капилляра 3 и вытекания из нее эмбриона.
Трубку-направитель 1 дистальным концом вводят в репродуктивные органы коровы. Заглушенный дистальный конец трубки-направителя 1 за счет его выполнения с закругленной наружной стенкой 5 минимизирует травмирование слизистой цервикального канала матки. Под контролем руки оператора проводят трубку-направитель 1 через шейку матки и фиксируют дистальный конец трубки-направителя 1 за линией бифуркации (раздвоение рогов матки) в одном из рогов матки. При этом оператор, ориентируясь на метку 10, пальпаторно определяет и корректирует расположение бокового отверстия 6 таким образом, чтобы оно соответствовало физиологическому направлению рога матки реципиента.
После этого в транспортный канал 2 трубки-направителя 1 с ее проксимальной стороны вводят дистальный конец трубки-капилляра 3 с эмбрионом. Так как дистальный конец трубки-капилляра 3 выполнен расширенным в виде адаптера 11 эллипсоидной формы, то наружный диаметр адаптера 11 выполнен с возможностью его свободного перемещения по транспортному каналу 2 и выхода через боковое отверстие 6. Плавными движениями руки оператора продвигают дистальный конец трубки-капилляра 3 по направлению к изгибу транспортного канала 2 и к боковому отверстию 6. Изгиб транспортного канала 2, образованный внутренней стенкой 8 заглушенного дистального конца трубки-направителя 1, сопряженной с наружной закругленной стенкой 5 этого дистального конца, позволяет плавно и без перегибаний проходить трубке-капилляру 3 к боковому отверстию 6 транспортного канала 2.
За процессом продвижения трубки-капилляра 3 после ее выхода из бокового отверстия 6 в полость рога матки оператор следит по местонахождению адаптера 11. Адаптер 11 за счет своей эллипсоидной формы служит индикатором для оператора о месторасположении дистального конца трубки-капилляра 3 при ректальной пальпации и способствует осуществлению контроля за управлением и проведением трубки-капилляра 3 после момента ее выхода из трубки-направителя 1 в полость рога матки. При наличии шкалы, которая может быть нанесена на трубку-капилляр 3, оператор может по расположению делений шкалы определить момент выхода адаптера 11 за пределы трубки-направителя 1 и глубину ввода трубки-капилляра 3 во внутренней полости рога матки. Кроме того, после выхода трубки-капилляра 3 из бокового отверстия 6 внутрь половых органов, а также при ее дальнейшем продвижении к заданному месту аппликации, за счет наличия адаптера 11, выполненного в виде эллипсоидной формы, минимизируется травмирование тканей половых органов животного. Таким образом, выполнение дистального конца трубки-капилляра 3 расширенным в виде адаптера 11 эллипсоидной формы способствуют достижению технического результата, заявленного в предлагаемой полезной модели.
Убедившись в том, что адаптер 11 вышел из трубки-направителя 1 в полость рога матки, оператор продолжает продвигать трубку-капилляр 3 и следит за тем, чтобы трубка-капилляр 3 по мере продвижения до точки аппликации эмбриона не перегибалась.
Необходимо отметить, что после выхода из бокового отверстия 6 дистальный конец трубки-капилляра 3 образует угол со стороны наружной закругленной стенки 5, равный 10-70° относительно оси трубки-направителя 1. Радиус кривизны изгиба, образованного внутренней стенкой 8, а также диаметр бокового отверстия 6 выполнены с таким расчетом (например, с использованием программ для ЭВМ), что позволяют трубке-капилляру при ее выходе из бокового отверстия 6 в полость матки образовывать вышеупомянутый угол в диапазоне 10-70°. В пределах такого диапазона угла трубка-капилляр 3 изгибается в соответствии с физиологическим строением рога матки, что позволяет ей беспрепятственно проходить по внутренней полости рога матки и минимизировать риск травмирования эндометрия матки. При образовании трубкой-капилляром 3 угла менее 10° или более 70° ее дистальный конец в процессе выхода из бокового отверстия 6 может упереться в стенку рога матки и травмировать слизистую оболочку. При этом также может произойти застревание (зацепка) дистального конца трубки-капилляра 3 на месте травмы и перегибание трубки-капилляра 3. При дальнейших манипуляциях оператора с трубкой-капилляром 3, который не видит зацепки и продолжает продвигать трубку-капилляр 3 далее внутрь полости рога матки, трубка-капилляр 3 при перегибании может образовать петлю. В таком случае у оператора может сложиться впечатление, что процедура проходит в штатном режиме, а на самом деле дистальный конец трубки-капилляра 3, который должен достигнуть точки аппликации, остается возле бокового отверстия 6, при этом, трубка-капилляр 3 продолжает продвигаться по внутренней полости рога матки только лишь образованной петлей вперед.
В силу того, что такие конструктивные элементы патентуемого устройства, как изгиб транспортного канала 2, образованный внутренней стенкой 8 заглушенного дистального конца трубки-направителя 1, сопряженной с наружной закругленной стенкой 5 этого дистального конца, а также выполнение радиуса кривизны изгиба и диаметра бокового отверстия 6 с таким расчетом, что трубка-капилляр 3 при ее выходе из бокового отверстия 6 в полость матки образует угол в диапазоне 10-70°, способствуют достижению технического результата, заявленного в предлагаемой полезной модели.
Дальнейшее действие оператора по продвижению трубки-капилляра 3 внутри полости рога матки после момента выхода ее дистального конца из трубки-направителя 1, состоит в необходимости проводки трубки-капилляра 3 до желаемого места аппликации эмбриона. Точку аппликации эмбриона определяют ректальной пальпацией, ориентируясь на местоположение адаптера 11 во внутренней полости рога матки, достигнувшего верхушки рога матки. При достижении точки аппликации убирают зажим с проксимальной стороны трубки-капилляра 3 и плавным нажатием на поршень пневмонагнетателя 7 выдавливают воздух в полость трубки-капилляра 3. Под давлением воздуха эмбрион со средой из дистального конца трубки-капилляра 3 перемещается в точку аппликации.
При необходимости пересадки другого эмбриона в противоположный рог матки, трубку-капилляр 3 извлекают из половых органов и из трубки-направителя 1, а трубку-направитель 1 оттягивают немного назад, отступая линию бифуркации, и вводят в контралатеральный рог матки коровы, не травмируя шейку матки повторным прохождением. Повторное введение трубки-капилляра с эмбрионом проводят аналогично. По окончании процедуры аппликации эмбрионов, устройство извлекают из полового тракта животного.
Патентуемое устройство для аппликации эмбрионов изготовлено Федеральным государственным бюджетным научным учреждением «Центр экспериментальной эмбриологии и репродуктивных биотехнологий» (ФГБНУ ЦЭЭРБ) и апробировано на коровах и телках в ряде фермерских хозяйств Московской области. Проведено 17 пересадок по одному заморожено-оттаянному эмбриону телкам-реципиентам в верхушку рога матки ипсилатерально желтому телу. Диагностику стельности проводили методом узи-сканирования через 35 дней после пересадки. Из 17 голов реципиентов 11 показало стельность, при этом показатель приживляемости составил 64,7%.
Полученные результаты свидетельствуют, что патентуемое устройство для аппликации эмбрионов в верхушку рога матки повышает показатель приживляемости эмбрионов при их трансплантации реципиентам.
Предлагаемая полезная модель является новой, так как совокупность ее существенных признаков не известна из уровня техники, а также соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Устройство для аппликации эмбрионов может быть изготовлено промышленным способом.