Устройство для фиксации лабораторных крыс

Полезная модель относится к экспериментальной медицине и ветеринарии и может быть использована для фиксации при наркотизации, обследовании и лечении лабораторных крыс.
По данным «Британского союза за отмену вивисекции» (BUAV) и Nuffied Council on Bioethics по всему миру ежегодно используется до 100 млн. лабораторных животных. По данным 2007 года в России было использовано почти 2 млн. лабораторных животных. Это поднимает вопрос о создании удобного и недорогого оборудования для работы с животными.
В настоящее время фиксация мелких лабораторных животных производится мануальным способом. Для этого животное успокаивают поглаживанием, затем правой рукой берут за кожу в области затылка и фиксируют этим голову и передние конечности, а левой рукой удерживают задние конечности и хвост. После этого животному придают нужное положение и проводят необходимые инъекции. Недостатками этого способа являются: высокий риск травматизации как экспериментатора, так и самого животного, а также нежелательное стрессовое воздействие. Все это может приводить к искажению картины моделируемого патологического процесса. Для того чтобы процесс обезболивания был наименее агрессивным для животного рационально применять специализированные устройства.
Известно устройство для фиксации лабораторных животных (патент RU 2375012) в виде столика. Устройство содержит основание из однородного материала, прозрачного для используемого излучения. Вдоль основания для животного выполнено углубление, по бокам которого имеются возвышения, ограничивающие поле зрения. В области конечностей по краям основания изготовлены выступы и установлены прижимы с фиксаторами. В хвостовой части углубления выполнено отверстие для туалета с ванной. Для плоскостной фиксации животного имеется прижимная планка с возможностью крепления ее в головной и хвостовой части устройства. При подготовке к биологическому эксперименту животное размещают на устройстве. При этом под него кладут мягкую подстилку в углубление. Животное размещают соответствующим образом в зависимости от запланированного эксперимента (укладывают на живот или спину). Его конечности с помощью мягкого шнура укладывают в углубления. Концы шнура наматывают на выступы и фиксируют прижимами, закрепляя их фиксаторами. Животное, вполне естественно, вначале пытается освободиться от крепления, но после нескольких попыток успокаивается и расслабляется, не испытывая дискомфорта. При необходимости перемещение животного можно ограничить планкой.
Недостатками этого устройства является то, что фиксацию животного проводят после наркотизации. Саму наркотизацию проводят мануальным методом, недостатки которого перечислены выше. Также устройство предусматривает фиксацию в физиологически неестественном положении: на спине с разведенными конечностями. В результате этого животное «растягивается», и у него смещаются внутренние органы.
Известно устройство для фиксации в виде конусовидного пакета (DecapiCone). Устройство представляет собой прозрачный пакет треугольной формы, выполненный из пластмассы, с небольшим отверстием на верхушке, для того чтобы животное могло дышать и большим отверстием у основания для помещения животного. Для фиксации животное извлекается из клетки и пакет раскрывается, приобретая форму конуса, далее животное помещается головой к верхушке конуса. Хвост выводится через большое отверстие, широкий конец скручивается и сжимается. Инъекции проводят непосредственно через пленку.
Устройство имеет следующие недостатки: обязательна предварительная мануальная фиксация, искажение результатов при работе с рентгеновскими лучами, поскольку в проекции лучей будет видна рука исследователя.
Известно устройство для фиксации в виде цилиндра с заглушкой (Tailveiner). Устройство представляет собой цилиндр с подвижной заглушкой. Заглушка позволяет оптимально подобрать размер цилиндра под размер животного. С противоположной стороны цилиндра установлена опускающаяся заслонка с прорезью для хвоста. Данный фиксатор предполагает введение препаратов только в вены хвоста.
Недостатки устройства: не является универсальным, поскольку диаметр цилиндра позволяет использовать в эксперименте только лабораторных животных определенной величины; возможность введения препаратов только в вены хвоста; наличие металлических элементов - винтов не позволяет проводить такие исследования как рентгенография.
Прототипом устройства послужил цилиндрический бокс для фиксации крыс (Flat Bottom Rodent Restrainer). Он представляет собой прозрачный цилиндр с плоским дном. На одной из сторон имеется входное отверстие для животного, которое закрывается опускающейся заслонкой с выемкой для хвоста. С противоположной стороны имеется неподвижная стенка с отверстиями для вентиляции. На верхней стенке конструкции имеется несколько отверстий для заслонки, которые позволяют надежно фиксировать животное в зависимости от его размера. В днище имеется овальное отверстие больших размеров для введения препаратов через переднюю брюшную стенку.
Для фиксации с помощью Flat Bottom Rodent Restrainer животное извлекают из клетки и помещают в устройство головой к неподвижной стенке с отверстиями для воздуха. Далее, в зависимости от размера животного, заслонку вставляют в одну из прорезей. Хвост фиксируют в отверстии заслонки.
К недостаткам прототипа можно отнести отсутствие фиксации сверху. Большое отверстие в днище может приводить к выпадению конечностей.
Задачей предполагаемого устройства является усовершенствование устройства.
Технический результат - снижение риска травмирования крысы при фиксации и исследователя при выполнении манипуляций с животным; обеспечение доступности для интраабдоминальных инъекций, выполнения манипуляций на хвостовой вене; выполнение рентгенологических исследований без извлечения животного.
Технический результат достигается тем, что в устройстве, включающем прозрачный контейнер с входом, отверстиями для циркуляции воздуха, прорези в задней части для заслонки с вырезкой для хвоста, контейнер выполнен из полиметилметакрилата в форме прямоугольного параллелепипеда с отверстием на верхней грани для перемещаемого стержня с жестко прикрепленной на нижнем его конце внутри контейнера пластиной и отверстиями на нижней грани для проведения инъекций.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическими материалами: фиг. 1 - схема устройства с опущенной заслонкой; фиг. 2 - устройство с зафиксированной в нем крысой (а - вид сбоку, 6 - вид спереди).
Устройство состоит из прозрачного корпуса, выполненного в форме прямоугольного параллелепипеда из полиметилметакрилата, у которого отсутствует одна из меньших граней для обеспечения свободного входа лабораторной крысы. В боковых гранях корпуса выполнены отверстия (фиг. 1, поз. 1) для циркуляции воздуха. Задняя часть корпуса закрывается заслонкой (фиг. 1, поз. 2) с вырезкой в нижней части для хвоста (фиг. 1, поз. 3). В верхней грани корпуса выполнены прорези (фиг. 1, поз. 4) для размещения заслонки. В корпус сверху через отверстие (фиг. 1, поз. 5), соответствующее его диаметру, вставлен стержень (фиг. 1, поз. 6) с жестко прикрепленной к его концу, расположенному внутри корпуса, пластиной (фиг. 1, поз. 7), длина которой не более расстояния от передней грани до первой прорези для заслонки. На нижней грани контейнера выполнены отверстия (фиг. 1, поз. 8) для проведения инъекций.
Устройство используют следующим образом: устройство для фиксации лабораторных крыс с открытой заслонкой и поднятой с помощью перемещения стержня вверх пластиной вводят в клетку к животному. Животное самостоятельно размещается в устройстве, поскольку обладает стремлением к ограниченному замкнутому пространству (норковый рефлекс). После размещения животного, опускают заднюю заслонку в той прорези, которая соответствует размерам крысы таким образом, чтобы хвост животного располагался снаружи, выходя из выреза заслонки. Затем перемещением стержня вниз пластину опускают до такой степени, чтобы ограничить подвижность лабораторного животного, но не допустить сдавления и смещения его внутренних органов.
Таким образом, достигают надежной фиксации животного в двух направлениях: передне-заднем (за счет фиксации заслонкой) и верхне-нижнем (за счет пластины). Зафиксированное таким образом животное пригодно для осуществления необходимых манипуляций.
Предложенное устройство для фиксации крыс не требует предварительной мануальной фиксации животного. Крыса самостоятельно располагается внутри (за счет максимального поднятия стержня с жестко прикрепленной пластиной во время размещения крысы). Это обеспечивает минимальный контакт исследователя с животным, минимизирует стрессовое воздействие на исследуемое животное, и, как следствие, снижает агрессивность эксперимента. В ходе эксперимента животное находится в естественном положении без смещения внутренних органов. Устройство позволяет использовать в эксперименте лабораторных крыс различной величины за счет вариабельного положения ограничивающих элементов. В гранях устройства имеются отверстия, позволяющие осуществлять инъекции, в том числе - интраабдоминально. В конструкции отсутствуют металлические элементы, что позволяет проводить в ходе эксперимента такие диагностические исследования, как рентгенография.
Пример использования устройства.
Выписка из протокола эксперимента «Моделирование эмболии легочных артерий».
Лабораторное животное - самец крысы массой 0,189 кг. Устройство для фиксации лабораторных крыс с открытой заслонкой и поднятой пластиной разместили в клетке с животным. Крыса самостоятельно вошла в устройство. Исследователем опущена заслонка в прорези так, чтобы не прижать крысу, а ее хвост располагался снаружи, выходя в вырез заслонки. Затем с помощью стержня пластину опустили до соприкосновения со спиной животного. Крыса зафиксирована без сдавления (фиг. 2). Таким образом, контакт исследователя с крысой минимизирован.
Через отверстие на нижней грани устройства выполнена наркотизация лабораторного животного интраперитонеальным введением раствора нембутала из расчета 30 мг (в 1 мл) на 1 кг веса животного.
Выполнена рентгенография органов грудной клетки животного: тень сердца расположена по средней линии, нормальных размеров, легкие воздушны, диафрагма в типичном положении - норма (фиг. 3).
Животное в устройстве помещено на операционный стол. С верхней поверхности корня хвоста крысы удален волосяной покров. Выполнен разрез кожи в проекции хвостовой вены. Верифицирована хвостовая вена. Проведен забор крови из хвостовой вены (0,3 мл). Кровь оставлена в шприце с закрытой иглой при комнатной температуре на 60 минут. Проведен контроль формирования сгустка забранной крови.
Проведена смена иглы шприца. В хвостовую вену шприцом через новую иглу введен сформировавшийся сгусток в объеме 0,2 мл. Выполнена повторная рентгенография органов грудной клетки животного, отмечено значительное расширение тени сердца за счет правых отделов и изменение конфигурации диафрагмы (из-за увеличения размеров печени при легочной гипертензии и повышении давления в правых отделах сердца с нарушением оттока крови из нижней полой вены в правое предсердие) - признаки острой массивной эмболии легочных артерий (фиг. 4).
Благодаря тому, что животное на всем протяжении эксперимента оставалось в устройстве в одном и том же положении, достигнута высокая степень сопоставимости результатов рентгенологических исследований.
Пластина поднята с помощью стержня, вертикальная заслонка вынута, животное в устройстве размещено в клетке в секции вивария под наблюдением анестезиолога. Через 49 минут животное самостоятельно вышло из устройства непосредственно в клетку, устройство было убрано из клетки, разобрано и отправлено на санитарную обработку.