УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕЗОВ

Устройство относится к медицине, в частности к анатомии, и может быть использовано в научных исследованиях для изготовления разноплоскостных срезов с больших биологических объектов с целью их последующего исследования (изучение топографо-анатомических взаимоотношений структур, их макромикроскопического строения). Устройство предлагается в качестве полезной модели.
Конструкция имеющихся в эксплуатации устройств, для изготовления биологических срезов, известна и достаточно проста. В известных аналогах полезной модели имеется нож и предметный стол, на котором располагается биологический объект. С их помощью срез для исследования получают при взаимном перемещении ножа и стола в плоскости параллельно плоскости режущей кромки ножа. (Меркулов Г.А. Курс патогистологической техники. - ЛО.: Медгиз, 1961)
Основным недостатком такого устройства является то, что вследствие, относительно больших усилий резания, возникающих при такой схеме устройства, происходит деформация объекта, что, особенно выражено при работе с мягкими тканями биологического объекта. Это приводит к значительному искажению топографо-анатомических взаимоотношений и микротопографии среза. Для повышения жесткости объекта применяют его замораживание или заливку в специальные среды (парафин, целлоидин). В первом случае это существенно усложняет технологию получения среза, во втором требует специальной подготовки исследователя и очень сильно увеличивает время изготовления препарата.
Известно, что существенное снижение усилий может дать вибрация - в данном случае обеспечение возвратно-поступательных движений ножа в направлении перпендикулярном направлению перемещения объекта. Такое решение реализуется в микротоме с вибрирующим лезвием НМ 650V, который принят за прототип (Микроскопическая техника / под ред. Д.С.Саркисова, Ю.Л.Петрова. - М.: Медицина, 1996. - с.7-50.). В известном устройстве содержаться: станина, предметный стол, нож, крепление для ножа, автономный механизм вибрации ножа.
Использование существующего устройства имеет следующие недостатки: существенное усложнение конструкции за счет оснащения устройства автономным приводом перемещении предметного стола и автономным приводом возвратно-поступательного движения (вибрации) ножа, небольшой предметный столик, на который нельзя поместить крупный биологический объект, например, фрагмент торса плода, без его предварительной фиксации (посадки на блок, заливки в парафин, целлоидин).
Новизной предлагаемое авторами устройства является то, что оно упрощает конструкцию вибрационного микротома и адаптирует его для изготовления срезов с больших биологических объектов без проведения их дополнительной фиксации и деформации полученных срезов.
Существенным отличием является то, что устройство включает контейнер для биологического объекта с поршнем подачи объекта и возможностью его поворота на 180°, нож с двухсторонней заточкой, закрепленный с двух сторон комплектом из шестерни, косую шайбу и ползунок, единый привод перемещения контейнера и вибрации ножа, который может быть ручным или механизированным.
Устройство состоит из следующих элементов:
- на фиг.1 общий вид устройства во фронтальном сечении:
1 - корпус;
10 - вал-шестерня синхронизатор
2 - ползун;
11 - шайба;
3 - поршень;
12 - ползунок;
4 - блок конической и
13 - объект;
цилиндрической шестерен
14 - нож;
5 - микрометрический привод;
15 - кронштейн;
6 - контейнер;
16 - палец;
7. - вал-шестерня;
17 - откидной упор;
8 - блок шестерен;
18 - поддон;
9 - шестерня привода;
19 - задний поддон
на фиг.2 - сечение В-В, раскрывающее взаимное расположение контейнера 6 с помещенным в него объектом 13, упора 17, ножа 14, поддонов 18, 19.
на фиг.3 - изображено сечение ножа с указанием его размеров.
на фиг.4 - сечение Б-Б, показывающее зацепление державки ножа 14 с косой шайбой 11.
на фиг.5 показано сечение А-А, раскрывающее вид зацепления цилиндрических шестерен деталей 8, 9, 10.
В предлагаемом устройстве подача объекта и вибрация (резательные движения) ножа осуществляется от одного привода, биологический объект находится в контейнере, полученный срез попадает в поддон. Для этого в нем реализован принцип осуществления подачи объекта и вибрации (резательных движений ножа от одного привода).
В нижней части корпуса 1 устройства расположен вал шестерня 7 его привода, который может быть ручным или механизированным (от электродвигателя). Вал-шестерня 7 входит в зацепление с цилиндрической шестерней блока цилиндрической и конической шестерен 8, который своей конической шестерней входит в зацепление с конической шестерней блока конической и цилиндрической шестерен 4. Цилиндрическая шестерня блока 4 в свою очередь взаимодействует с зубчатой рейкой, закрепленной на ползуне устройства для изготовления биологических срезов 2, и при своем вращении осуществляет основное движение - подачу объекта 13, который помещен в контейнер 6, прикрепленный к ползуну 2 посредством кронштейна 15. Контейнер установлен в кронштейн с возможностью поворота его вокруг вертикальной оси на 180° с фиксацией этих положений.
мя
Одновременно цилиндрическая шестерня блока 8 входит в зацепление с шестерней 9 привода возвратно-поступательного (резательного движения) ножа 14. На одном валу с этой шестерней закреплена шайба 11 с косой канавкой, в которую входит палец 16 (см. сечение Б-Б) ползунка 12, к которому крепится один конец ножа 14. При каждом обороте шайбы нож осуществляет поперечное к направлению движения объекта 13 перемещение с амплитудой, определяемой углом наклона косой канавки ± Х мм (см. сечение Б-Б). Для разгрузки ножа от осевых напряжений предусмотрен механизм синхронизации, содержащий валик с 2 цилиндрическими шестернями, установленными на его концах.
x
Синхронизация достигается за счет установленного на противоположной стороне корпуса 1 аналогично комплекта из шестерни, косой шайбы и ползунка, связанных с шестерней 9 валом шестерней 10, к которому крепится другой конец ножа 14. Благодаря полученной разгрузке, нож может быть достаточно узким и тонким. Кроме этого, он может быть выполнен с 2 сторонней заточкой, что в комбинации с возможностью поворота контейнера на 180° позволяет сделать возможным получение очередного среза при обратном ходе (реверсе) механизма.
Устройство используется следующим образом. Перед началом работы объект 13 помещается в контейнер 6 и посредством поршня 3 вращением микрометрического привода 5 выталкивается на необходимую высоту h мм (см. сечение В-В) - требуемую высоту образца.
Во время выполнения среза определяемая часть объекта, пройдя путь, равный ширине b мм (см. сечение В-В) ножа попадает на поддон 18. Перемещение ползуна производится до полного выхода (на ширину b) ножа из объекта, для чего в конструкции предусмотрен паз t мм (см. сечение В-В). При этом за счет откидного упора 17 отделяемая часть объекта полностью выталкивается на поддон 18.
Для повторения операции получения среза, предварительно откинув упор 17, разворачивают и фиксируют контейнер на 180°. Микрометрическим приводом 5 вновь устанавливают высоту выступания объекта h, ставят упор 17 в прежнее положение и выполняют обратный ход (реверс) механизма привода 7. Отделяемая часть объекта при этом падает на задний поддон 19, который до начала резания продвигают к ножу до упора в предусмотренные ограничители.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет упростить аналоговые устройства для изготовления срезов с биологических объектов, адаптировано для крупных биологических объектов, не требует предварительной заливки препаратов в специальные фиксирующие среды, за счет вибрации (возвратно-поступательного движения) ножа позволяет избежать изменения топографо-анатомических взаимоотношений между анатомическими структурами в полученном срезе.
При использовании устройства обеспечиваются следующие положительные эффекты:
- в отличие от аналоговых устройств биологический объект может иметь большие размеры.
- возможность получения серийных срезов необходимой толщины без перекладки объекта, без его дополнительной фиксации или посадки на блок.
- за счет возвратно поступательного движения ножа от единого привода уменьшается деформация среза, исключается холостой ход, увеличивается производительность, снижается количество отбракованных срезов.
- полученный срез полностью выталкивается в поддон, откуда он может быть бережно извлечен.
Устройство для изготовления биологических срезов может использоваться в морфологических лабораториях.