УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТАБОЛИЗМА ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
DEVICE FOR METABOLISM DETECTION FOR LABORATORY ANIMALS

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано: для определения метаболизма экспериментальных животных (мыши и крысы), при проведении магнитогидродинамической термохимиотерапии злокачественных опухолей, магнитно-резонансном мониторинге и при определении фармакокинетики лекарственных и диагностических препаратов.
Известно устройство для фиксации животных с целью сбора продуктов метаболизма. Устройство состоит из цилиндрических труб, имеющих отверстия для прохождения воздуха и приспособления для фиксации животного и сбора продуктов метаболизма [1]. Данное устройство не может использоваться при магнитогидродинамической термохимиотерапии злокачественных опухолей и магнитно-резонансном мониторинге.
Известно устройство для фиксации лабораторных животных в эксперименте [2] (прототип), содержащее цилиндрическую капсулу, фиксатор цилиндрической формы, расположенный внутри капсулы, имеющий в головной части конусообразную решетку для доступа воздуха, муфту с загрузочной воронкой, кольцо, задвижку, закрывающую вход в капсулу, крепления и винты для крепления фиксатора и кольца в заданном положении. Причем капсула имеет отверстия, щели и окно, а кольцо имеет щели, которые совмещаются со щелями капсулы при повороте кольца относительно капсулы на 360°. Фиксатор установлен с возможностью перемещения в продольном направлении внутри капсулы. Задвижка имеет отверстие для термометра и вырезку для термометра и хвоста животного, крепления находятся в стенках капсулы.
Данное устройство не позволяет исследовать продукты метаболизма лабораторных животных и не может использоваться при магнитогидродинамической термохимиотерапии злокачественных опухолей, магнитно-резонансном мониторинге и определении фармакокинетики лекарственных и диагностических нанопрепаратов.
В патентной и научно-технической литературе сведений об устройстве для определения метаболизма экспериментальных животных при проведении магнитогидродинамической термохимиотерапии злокачественных опухолей, магнитно-резонансного мониторинга и определения фармакокинетики лекарственных и диагностических нанопрепаратов не обнаружено.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства, позволяющего определять метаболизм животного при проведении магнитогидродинамической термохимиотерапии злокачественных опухолей, магнитно-резонансном мониторинге и при определении фармакокинетики лекарственных и диагностических нанопрепаратов.
Поставленная задача решается тем, что заявленное устройство имеет кожух, изготовленный из прозрачного материала, состоящий из двух усеченных конусов, соединенных между собой креплением с резьбой и заканчивающихся патрубками, снабженными кранами, один из которых соединен с баллоном, содержащим сжатый воздух, а другой - с газовым анализатором. Цилиндрическая капсула заявленного устройства выполнена в виде сетки с ячейками диаметром от 4 до 10 мм, содержит магнит, соприкасающийся с опухолью, и компьютерные датчики, соединенные с опухолью и телом животного для измерения параметров онкогенеза и жизнедеятельности животного, приемники продуктов метаболизма, расположенные под органами выделения, содержат защитные кольца-прокладки для хвоста и конечностей. Цилиндрический фиксатор дополнительно содержит кормушку и сосуд с питьевой водой.
Все мелкие детали устройства помещены в кожух, который состоит из двух усеченных конусов и является промежуточным приемником газообразных продуктов метаболизма. Содержимое кожуха вентилируется воздухом, который поступает в анализатор газов. Кожух соединен кабелями с компьютерными датчиками интенсивности излучений, величин намагниченности и биометрических данных. Полученные данные регистрируются, анализируются и суммируются компьютером и выдаются в электронном и распечатанном виде. Схема представлена на фигурах: 1, 2, 3, 4, 5.
Фиг.1 - устройство для определения метаболизма лабораторных животных (в проекции);
фиг.2 - цилиндрическая капсула (вид сбоку);
фиг.3 - фиксатор (вид сбоку);
фиг.4 - устройство для определения метаболизма лабораторных животных (вид сзади);
фиг.5 - устройство для определения метаболизма лабораторных животных (вид спереди).
Устройство для определения метаболизма лабораторных животных состоит из цилиндрической капсулы (1), выполненной в виде сетки с ячейками диаметром от 4 до 10 мм, кольца (2), фиксатора (3), расположенного в капсуле (1), конусообразной решетки для доступа воздуха (4), муфты (5), загрузочной воронки (6), задвижки (7), креплений для термометров Т1 и Т2 (8 и 9), винтов для кольца (10, 11) и винтов для фиксатора (12, 13). Капсула (1) имеет окно (14), отверстия (15 и 16) и щели (17 и 18). Кольцо (2) имеет щели (19 и 20) и установлено с возможностью вращения относительно капсулы (1) на 360°, щели (17 и 18) на капсуле (1) и щели (19 и 20) на кольце (2) совмещаются при вращении кольца, открывая доступ к животному для проведения манипуляций: определения размеров опухоли, взятия проб, проведения мелких операций, ориентации магнита (33), установки датчиков, термометров и наблюдения. Фиксатор (3), имеющий цилиндрическую форму и снабженный решеткой (4), ограничивает перемещение животного вдоль оси Z и закрывает или открывает выход из капсулы. Кроме того, фиксатор (3) поворачивается относительно капсулы на 360° вдоль оси Z и смещается вдоль оси Z внутри капсулы (1), увеличивая или уменьшая объем устройства в процессе фиксации животного. Капсула (1) имеет отверстие и приемник продуктов метаболизма (21). Крепления (8, 9) изготовлены из эластичного материала и предохраняют термометры (Т1 и Т2) от разрушения. Винты (10, 11) находятся в стенках капсулы и предупреждают произвольные смещения кольца (2). Задвижка (7) имеет отверстия (22, 23), фиксирует основание хвоста животного в положении, предотвращающем вращение животного вдоль оси Z, и закрывает вход в капсулу (1), снабжена эластичными креплениями, удерживающими термометры. Загрузочная воронка (6) представляет собой полый усеченный конус, крепящийся муфтой (5) к проксимальному концу капсулы (1). Капсула (1) снабжена магнитом (33), кольцами-прокладками (34), датчиками измерения параметров жизнедеятельности животного (36), величин излучений, намагниченности и биометрических данных, которые подаются на преобразователь (39) и обрабатываются компьютером (40). Фиксатор (3) содержит сосуд с питьевой водой (37) и кормушку (38).
2
4
3
2
Заявленное устройство имеет кожух (25), изготовленный из прозрачного материала, состоящий из двух усеченных конусов (26, 27), соединенных между собой резьбой (35) и заканчивающихся патрубками (28, 29), которые снабжены кранами (30, 31). Через патрубок (28), расположенный в передней части устройства, воздух из баллона подается в кожух (25). Через патрубок (29), расположенный в задней части устройства, воздух с газообразными продуктами метаболизма (CO, CH, NH, HS и другие) из кожуха (25) попадает в анализатор газов (32).
Устройство используют следующим образом: закрывают краны (30, 31), вынимают усеченный конус (26) из крепления (35), расположенного на усеченном конусе (27), снимают кожух (25), открывают задвижку (7) и через загрузочную воронку (6) помещают животное в капсулу (1), закрывают задвижку (7). Открывают винты (12, 13) на фиксаторе (3), наполняют питьевой водой сосуд (37), кормушку (38) пополняют кормом, смещают фиксатор (3) вдоль оси Z настолько, чтобы органы выделения продуктов метаболизма находились над приемником (21), а основание хвоста животного - в отверстии (22), закрывают винты (12, 13). Винтами (10, 11) ограничивают смещение кольца (2) вдоль оси Z. Открывают винты (10, 11), кольцо (2) поворачивают до совмещения щелей (17, 18 и 19, 20). Через образовавшееся отверстие измеряют объем опухоли, регионарно вводят комбинированный магнитоуправляемый противоопухолевый нанопрепарат в опухоль и ориентируют животное и магнит (33) таким образом, чтобы поверхности опухоли и магнита соприкасались, включают магнит (33). Через отверстие (23) в задвижке (7) вставляют первый термометр (Т1), продвигают его и крепят пластырем к опухоли и эластичным креплением к задвижке (7). Через отверстие (24), образованное вырезом задвижки и основанием капсулы, вставляют второй термометр (Т2), вводят его в прямую кишку животного и крепят эластичным креплением к задвижке (7). Перед установкой измерительных датчиков на хвост и конечности животного надевают защитные кольца-прокладки (34) для предупреждения попадания продуктов метаболизма, а также шерсти и пыли в измерительные полости датчиков (36).
Через окно (14) и отверстия (15, 16) контролируют положение животного. Включают приборы, фиксирующие результаты исследования. Капсулу (1) размещают в кожухе (25), соединяя усеченный конус (26) с усеченным конусом (27), и замыкают крепление (35), открывают краны (30, 31).
Сигналы отдатчиков (36) передаются в преобразователь (39) и компьютер (40).
По изменениям химического состава продуктов метаболизма определяют процессы, происходящие в опухоли и в организме животного на различных стадиях магнитогидродинамической термохимиотерапии злокачественных опухолей. По изображениям на магнитно-резонансных томограммах определяют наличие опухоли, степень ее инвазии, метастазирования и регрессии.
Технический результат при использовании изобретения заключается в том, что оно позволяет:
- получать и исследовать продукты метаболизма в процессе магнитогидродинамической термохимиотерапии злокачественных опухолей с магнитно-резонансным мониторингом и определением фармакокинетики лекарственных и диагностических препаратов;
- создать удовлетворительные условия для жизни животного во время длительных исследований с контролем его состояния;
- повысить безопасность работы персонала с животными;
- расширить объем получаемой в эксперименте информации;
- фиксировать магнитным полем комбинированные противоопухолевые нанопрепараты в опухолевых тканях;
- осуществлять измерение температуры опухолей неинвазивным способом;
- предупреждать попадание продуктов метаболизма в измерительные датчики.
Источники информации
1. US Patent 3739751, June 19, 1973.
2. Патент РФ на изобретение №2284167, от 16.05.2005.