УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
DEVICE FOR LABORATORY ANIMAL FIXATION

Предлагаемое изобретение относится к области экспериментальной биологии и предназначается для фиксации лабораторных животных при проведении биологических и биофизических исследований.
Во время проведения электрофизических, биофизических и диагностических исследований важное значение имеет возможность регистрации параметров у мелких и крупных лабораторных животных в условиях, адекватных функциональному состоянию их организма. Для обеспечения таких условий в лабораторной практике используют различные фиксирующие устройства.
Известна «Камера для исследования лабораторных животных» по описанию изобретения к авторскому свидетельству СССР №405544 (1972 г.). Она выполнена в виде прямоугольного корпуса с плоским основанием и стенками. Внутри корпуса имеется держатель, выполненный из эластичного материала в виде губчатой резины. Он состоит из двух половин, которые расположены вдоль корпуса и плотно охватывают тело животного. Каждая половина держателя с внешней стороны имеет жесткую пластину. Боковые стенки камеры имеют отверстия с резьбой для винтов. С помощью винтов, опирающихся в жесткую пластину, представляется возможным регулировать положение животного в камере.
Недостатком устройства является неестественное положения животного, что существенно отражается на его психофизиологическом состоянии. Более того, камера ограничивает спектр экспериментальных исследований.
Известен «Индивидуальный домик для фиксации лабораторных животных» по описанию изобретения к патенту РФ №2067432 (1991 г.). Изобретение развивает идею авт. свидетельства №405544. Домик содержит прямоугольный корпус с верхней крышкой, внутри которого расположен держатель животного. Причем держатель животного выполнен в виде заслонки со штоком. Шток установлен в отверстии задней стенки корпуса и посредством резьбового соединения имеется возможность перемещать заслонку для фиксации животного. Днище корпуса выполнено в виде нижней крышки. При этом нижняя и верхняя крышки снабжены пружинными фиксаторами. Верхняя крышка имеет смотровое отверстие для визуального контроля положения и степени фиксации лабораторного животного.
Недостатки устройства заключаются в ограничении возможности проведения экспериментов с целевыми инъекциями и рентгенографией.
Известен «Контейнер для лабораторных животных» по описанию свидетельства на полезную модель №9579. Контейнер выполнен в виде конического стакана с продольными отверстиями. Со стороны большего диаметра стакана имеется крышка. В крышке и днище стакана выполнены отверстия для обеспечения дыхания и вывода хвоста животного. Размеры стакана соизмеримы с размерами животного. Размеры продольных отверстий достаточны для проведения различных манипуляций с животным.
Недостатки устройства заключаются также в ограничении спектра экспериментальных исследований.
В качестве прототипа выбрано «Устройство для фиксации лабораторных животных» по описанию свидетельства на полезную модель №14722 (2000 г.). Устройство содержит столешницу (основание), на которой закреплены две параллельные пластины с пазами. В пазы вставлено плоское основание полуцилиндрического, прозрачного корпуса с боковыми отверстиями для манипуляций. Головная часть корпуса выполнена в виде усеченного конуса с отверстием, а хвостовая часть снабжена съемной задвижкой с отверстием для хвоста и винтом, который фиксирует задвижку через прорезь в корпусе.
Общий недостаток всех технических решений, включая и прототип, заключается в том, что они предназначены для решения узконаправленных задач, не требующих ограничения подвижности животного, несмотря на то, что оно находится в ограниченном пространстве. Более того, материал, из которого выполнены устройства, существенно изменяет характеристики излучения и не позволяет точно измерить дозу облучения животного.
Главный недостаток прототипа заключается в том, что он не обеспечивает современные требования биофизических исследований, связанных с изучением физиологических и биологических свойств живого организма с использованием лазерного, синхротронного и других видов излучения [Недорезов В.Г. Синхротронное излучение: из рук физиков - в руки врачей // Природа, 2005, №5. - С.73-81]. Конструктивный недостаток прототипа обусловлен, прежде всего, экранным эффектом корпуса для различных видов излучений. Кроме того, при взаимодействии излучения с веществом происходит изменение физических характеристик самого потока, что приводит к искажению наблюдаемых биологических эффектов. Проведенные нами исследования позволяют утверждать, что замкнутое пространство корпуса создает стрессовое состояние лабораторного животного, отрицательно влияет на его психофизиологическое состояние и приводит к изменению биологических эффектов.
Необходимость учета состояния животного для получения адекватных биологических эффектов обусловливает цель предлагаемого изобретения, заключающегося в создании устройства, исключающего фоновые эффекты получаемого изображения от синхротронного излучения и обеспечивающего наиболее благоприятные условия размещения лабораторного животного во время проведения опыта при сохранении его эмоционально-физиологического комфорта.
Для достижения поставленной цели и получения более выраженного технического эффекта, по мнению автора, целесообразно объединить свойство свободного размещения лабораторного животного с возможностью ограничения его поля зрения для уменьшения стрессовых состояний.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что основание устройства выполнено из однородного материала, прозрачного для излучения. Вдоль осевой линии устройства для животного выполнено углубление, которое позволяет ограничить его поле зрения. В области конечностей по краям основания изготовлены фиксаторы с прижимами, а в хвостовой части углубления выполнено отверстие для туалета с плоской ванной. Такое решение гарантирует сохранность приборов от фекальных загрязнений и влаги, а также соблюдение санитарных условий во время эксперимента. Для обеспечения плоскостной фиксации животного имеется многофункциональная прижимная планка с возможностью крепления ее в головной и хвостовой части углубления. Она может быть выполнена в виде различной конфигурации и с отверстиями в зависимости от решаемых задач.
Перечень фигур.
Фиг.1. Функциональная схема лабораторных исследований: 1 - источник излучения (синхротронное излучение, лазерное излучение, ионизирующее излучение и т.д.), 2 - поток излучения, 3 - объект исследования, 4 - устройство для фиксации лабораторных животных, 5 - измерительный прибор.
Фиг.2. Вид сечения по А-А:
Фиг.3. Вид сечения по Б-Б:
Фиг.4. Устройство для фиксации: 6 - основание, 7 - углубление, 8 - отверстие для туалета, 9 - ограничители поля зрения, 10 - фиксаторы, 11 - прижимы, 12 - выступы для крепления конечностей лабораторного животного, 13 - углубление для конечностей, 14 - штыри для крепления прижимной планки.
Фиг.5. Ванна.
Фиг.6. Прижимная планка.
Фиг.7. Изображение задней лапки крысы с трехдневной опухолью. Область опухоли показана стрелкой. Изображение получено с помощью синхротронного излучения.
Описание конструкции устройства.
Схема современных радиобиологических экспериментальных исследований приведена на фиг.1. Она включает источник излучения 1, поток излучения 2, объект исследования 3, устройство для фиксации лабораторных животных 4, обеспечивающее необходимую геометрию измерения потока излучения, и измерительный прибор 5, который должен обеспечить свою работоспособность в условиях продолжительных исследований при физиологически напряженном состоянии животного во время эксперимента.
Основным конструктивным элементом устройства 4 является основание 6, в котором выполнено углубление 7 для размещения лабораторного животного. Само основание 6 выполнено из материала, прозрачного для используемого вида излучения 1 (синхротронное излучение, лазерное излучение, ионизирующее излучение и т.д.). Для обеспечения нормального физиологического функционирования организма животного в хвостовой части углубления 7 выполнено отверстие для туалета 8, с обратной стороны которого установлена ванна, представленная отдельно на фиг.5. Она предотвращает попадание биологических экскрементов и мочи на измерительный прибор 5. Психофункциональное состояние животного (уменьшение влияния зрительных внешних раздражителей) обеспечивается ограничителями поля зрения 9. В местах расположения конечностей животного размещены фиксаторы 10 с прижимами 11, а также выступы 12 для крепления конечностей лабораторного животного с углублениями 13 для конечностей.
Для фиксации животного в вертикально-горизонтальном положении в головной и хвостовой части устройства 4 установлены штыри 14 для крепления прижимной планки (см. фиг.6). Прижимная планка может быть выполнена с различным набором отверстий для проведения целевых исследований.
Функциональные особенности устройства.
При подготовке к биологическому эксперименту (лазерная терапия, облучение или рентгенодиагностика) животное размещают на устройстве 4. При этом под него кладут мягкую подстилку в углубление 7. Животное размещают соответствующим образом в зависимости от запланированного эксперимента (укладывают на живот или спину). Его конечности с помощью мягкого шнура укладывают в углубления 13. Концы шнура наматывают на выступы 12 и фиксируют прижимами 11, закрепляя их фиксаторами 10. 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 (см. фиг.6). Устройство 4 вместе с животным ставят в ванну (см. фиг.5) и затем размещают под источником излучения 1 для проведения биологического эксперимента.
Положительный эффект.
Сравнительный анализ предложенного технического решения с ранее известными устройствами свидетельствует о возможности проведения разнообразных экспериментальных исследований: локального введения инъекций специфического действия, оказывать воздействие лазерным излучением на определенные участки тела, а также проводить диагностику с помощью синхротронного излучения, позволяющего получать более четкие изображения внутренних органов у мелких лабораторных животных (см. фиг.7). Разнообразие прижимных планок с необходимыми отверстиями способствует решению широкого спектра задач. Основное преимущество от использования предлагаемого устройства заключается, прежде всего, в обеспечении быстрой фиксации лабораторного животного, более комфортных условий его размещения при проведении исследований. Уменьшение стрессовых состояний во время эксперимента обеспечивается за счет ограничителей поля зрения 9. Наличие мягкой подстилки под животным и отверстия для туалета с ванной гарантирует проведение санитарной чистоты во время продолжительного эксперимента. Размеры устройства могут быть выполнены в соответствии с заданными габаритами животного. Устройство успешно испытано в исследованиях ГУ МРНЦ РАМН.