Устройство для регистрации сократительной функции желудка у экспериментальных животных

Полезная модель относится к ветеринарной медицине, в частности к исследованиям сократительной функции желудка.
В настоящее время для изучения сложных процессов сократительной функции различных отделов желудочно-кишечного тракта применяются различные методы, которые выбираются экспериментаторами с учетом поставленной цели и задачами. При этом каждый из известных методов имеет как преимущества, так и недостатки.
Известен метод электрогастроэнтерографии, принцип которого заключается в регистрации биоэлектрических потенциалов, возникающих во время сокращения мышечного слоя желудка и кишечника. Для этого биопотенциалы снимают с использованием электродов, зафиксированных на поверхности тела пациента (Собакин М.А. Экспериментальная методика электрографического исследования моторной деятельности желудка при пищеварении. - Бюллетень экспериментальной биологии, 1953. - Т. 36. - №9. - С. 76-79; Собакин М.А. Физиологические поля желудка. - Новосибирск: Наука, 1978. - 134 с).
Недостатком данного метода является то, что стандартные приборы для его использования (ЭГС-3 и ЭГС-4м) предназначены для проведения электрогастероэнтерографии у человека. У животных провести регистрацию сокращения желудка и кишечника с использованием указанных приборов можно только при обездвиживании животного, что не всегда отвечает поставленным целям исследования.
Существует способ эндорадиозондирования, с помощью которого можно измерять давление в полых органах. Для этого с порцией корма животному вводят радиокапсулу (радиозонд), который реагирует на изменение внутриполостного давления и передает информацию в виде радиосигнала на регистрирующее устройство (Farrar J.T. Gastrointestinal smooth muscle function. - Am. J. Dig. Dis. - 1963. - V. 8. - P. 103-110).
Недостатком данного способа является то, что нерегулируемое перемещение радиокапсулы с химусом не позволяет проводить длительные исследования в определенном участке желудочно-кишечного тракта. При этом для использования данного метода необходимо дорогостоящее оборудование и его квалифицированное обеспечение.
Известен многофункциональный прибор полидигестрограф ПДЗД-01, с использованием которого можно регистрировать в желудке человека и животных давление, температуру и кислотность. С этой целью в желудок вводятся специальные многофункциональные зонды-датчики (Патент РФ №2125831. Способ полидигестрографии и установка для его осуществления. Авторы Костючкова С.В. и др. 10.02.1999 г.), однако для осуществления этого способа необходимо дефицитное дорогостоящее оборудование и его квалифицированное обеспечение.
Известны приборы «Гастроскан-ГЭМ» и «Спланхограф», с использованием которых можно регистрировать биопотенциалы, поступающие при сокращении желудка и кишечника. Однако данные приборы адаптированы для человека и в экспериментальной физиологии на животных еще не нашли широкого применения, так как требуют дополнительных характеристик режима работы с учетом разных видов животных.
Существует метод электрогастроэнтерографии с использованием имплантации (вживление) электродов в гладкомышечную стенку различных отделов желудочно-кишечного тракта. С применением этого метода можно получить данные о высокочастотных и низкочастотных потенциалах действия, возникающих в желудочно-кишечном тракте (Авторы Привалова И.Л., Сеин О.Б. и др. Гомеостатические эффекты транскраниальной электростимуляции и ее применение с целью коррекции перистальтики кишечника у животных. - Вестник Курской ГСХА. - 2016. - №4. - С. 61-66.).
Недостатком данного метода является то, что фиксацию электродов в стенке желудка или кишечника можно провести только при условии определенной ее толщины. При этом перемещение животного в пространстве оказывает влияние на достоверность регистрируемых потенциалов.
Существуют и другие методы изучения сократительной функции желудочно-кишечного тракта. К ним можно отнести сцинтиграфию - метод функциональной визуализации, заключающийся во введении в организм радиоактивных изотопов и получении двухмерного изображения путем определения испускаемого ими излучения; фоноэнтерографию - запись шумов перистальтики с использованием звуковых датчиков; УЗИ-диагностику и др. Однако указанные методы рассчитаны для использования в медицине и требуют дорогостоящего оборудования.
В качестве прототипа выбрано устройство для проведения баллонографии желудка и кишечника у животных (Авторы Сеин О.Б. и др. Устройство для регистрации перистальтики желудочно-кишечного тракта у животных. - Вестник Курской ГСХА. - 2014. - №2. - С. 69-72.). Данное устройство включает воспринимающий резиновый баллончик, к которому подсоединена воздуховодная трубка жесткой конструкции. Подвижность воздуховодной трубки в брюшной стенке и желудке ограничивается тремя ограничителями, расположенными на трубке, а также накожным фланцем, расположенным с внешней стороны брюшной стенки.
Недостатком устройства-прототипа является то, что воздуховодная трубка из полимерного материала (поливинилхлорида) имеет жесткую конструкцию и при ее перемещении, во время изменения положения тела животного в пространстве, она оказывает раздражающее действие на стенку желудка. Это влияет на сократительную и секреторную функцию органа экспериментального животного и не позволяет получать достоверные результаты.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства, конструкция которого не оказывает отрицательного влияния на сократительную функцию желудка экспериментального животного, обеспечивает быструю «приживляемость» устройства, что в результате способствует получению достоверных результатов.
Технический результат достигается путем замены в устройстве-прототипе части воздуховодной поливинилхлоридной трубки, имеющей жесткую конструкцию, на гофрированную трубку, вводимую в брюшную полость, а также включения дополнительного элемента в виде дренажной трубки.
На фиг. 1 изображено устройство (общий вид) и отдельно накожный фланец; на фиг. 2 - фиксация устройства в желудке животного; на фиг. 3 - фото устройства; на фиг. 4 - гастерограмма, полученная с использованием заявленного устройства; на фиг. 5 - гастерограмма, полученная с использованием устройства-прототипа.
Устройство включает гофрированную воздуховодную трубку 1, вводимую в брюшную полость и соединенную с воспринимающим резиновым баллончиком 2 и с жесткой воздуховодной трубкой, а также три ограничителя 3, 4, 5, фиксирующий накожный фланец 6 с отверстиями 7 и 9, жесткую воздуховодную трубку 8 и дренажную трубку 10 (фиг. 1). Первый ограничитель 3 находится рядом с резиновым баллончиком 2 и имеет шаровидную форму 3, что уменьшает раздражающие действия ограничителя 3 на слизистую оболочку желудка. Второй ограничитель 4 располагается с внешней стороны стенки желудка (фиг. 2) и имеет дисковидную форму, что обеспечивает его плотное прилегание к стенке желудка. Третий дисковидный ограничитель 5 располагается с внутренней стороны брюшной стенки, что ограничивает подвижность устройства в брюшной полости.
С внешней стороны брюшной стенки размещается фиксирующий накожный фланец 6, в цилиндрическом корпусе которого имеется два отверстия. Первое отверстие 7 служит для прохождения свободного конца жесткой воздуховодной трубки 8. Второе отверстие 9 служит для прохождения дренажной трубки 10, обеспечивающей отток раневой жидкости. Для фиксации жесткой воздуховодной 8 и дренажной 10 трубок во фланце имеются полуовальные металлические пластины 11 и болты 12.
Отличительной особенностью предлагаемого устройства является наличие гофрированной воздуховодной трубки 1, которая при изменении положения тела животного не оказывает давления на стенку желудка и не влияет на сократительную функцию исследуемого органа, а также наличие дренажной трубки 10, которая обеспечивает отток раневой жидкости, что способствует более быстрому заживлению послеоперационной раны.
Пример использования устройства. Перед применением устройства разработанной конструкции проводили хирургическую операцию с соблюдением всех правил полостного вмешательства. Для этого делали послойный разрез брюшной стенки, выводили в него часть желудка и на его стенку накладывали кисетный шов. В середине шва делали разрез в стенке желудка, и через него вводили в полость желудка резиновый баллончик 2 с первым ограничителем 3 и затягивали кисетный шов. После этого передвигали второй ограничитель 4 вплотную к стенке желудка. Таким образом, первый внутриорганный ограничитель предотвращал «выпадение» баллончика из органа, а второй - не позволял ему «затянуться» внутрь органа. Третий ограничитель 5 передвигали к внутренней стороне брюшной стенки и фиксировали за внешней стороной брюшины, которую зашивали. Затем через рану выводили наружный конец жесткой воздуховодной трубки 8 и зашивали непрерывным швом апоневрозы брюшных мышц. Вставляли дренажную трубку 10 и накладывали узловатые швы на кожу. С внешней стороны брюшной стенки фиксировали наружный фланец 6, через отверстия 7 и 9 которого пропускали свободные концы жесткой воздуховодной 8 и дренажной 10 трубок. Болты 12 после закручивания через посредство полуовальных металлических пластинок 11 фиксировали жесткую воздуховодную 8 и дренажную 10 трубки, оставляя при этом свободными просветы их каналов.
С целью сравнительной оценки был проведен эксперимент, в котором изучали перистальтику желудка у свиней с использованием предлагаемого устройства и устройства-прототипа. Для этого через воздуховодные трубки 1 и 8 в баллончик накачивали воздух, который улавливал изменения давления внутри желудка. Устройство соединяли с регистрирующей системой - спаренные механические кимографы (не показаны), с использованием которой осуществляли графическую запись моторики желудка у свиней. Регистрировали сокращения желудка до кормления, через 30 и 60 мин после кормления. Условия содержания и рацион у подопытных животных были одинаковыми.
Результаты исследований показали, что у свиней с устройством предлагаемой конструкции перистальтика желудка была более стабильной даже в период перемещения животного в пространстве, чем у свиней с использованием устройства-прототипа. Об этом свидетельствуют фрагменты гастерографии, представленные на фиг. 4 и 5.
Проведенные исследования указывают, что предлагаемая конструкция устройства позволяет получить более достоверные результаты при исследовании сократительной функции желудка у экспериментальных животных. Устройство разработанной конструкции используется при проведении научных экспериментов и в учебном процессе при преподавании курсов физиологии и хирургии.