УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ПОВЫШЕННЫХ НАГРУЗОК НА ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ

Полезная модель относится к области экспериментальной медицины и предназначена для изучения влияния повышенных нагрузок на организм экспериментальных животных с последующим использованием полученных данных для объяснения тех или иных эффектов (повышенной) гипергравитации на организм человека и обоснования возможности применения гравитационных перегрузок в лечении различных патологических состояний больных, например осложненных и неосложненных переломов нижних конечностей, облитерирующих заболеваний артерий нижних конечностей, остеомиелитов конечностей, гипертонической болезни и др.
Известен тредбан для животных, содержащий беговую дорожку и пульт управления (1).
Недостатком данного тредбана является повышенная сложность конструкции.
Известно устройство для исследования работоспособности животных, содержащее нагрузочный механизм, выполненный в виде наклонного тредбана и электрическую исполнительно-регистрирующую схему (2).
Недостатком данного устройства является сложность конструкции и неудобство использования.
Известно устройство для исследования активных движений животного, содержащее нагрузочный механизм, выполненный в виде барабана, и регистрирующую систему (3).
Недостатком данного устройства является невозможность с его помощью моделировать гравитационные перегрузки на различные органы и организм в целом лабораторного животного.
Известно также устройство для исследования влияния нагрузок на животное, содержащее нагрузочный механизм и исполнительно-регулирующую систему (4).
Недостатком данного устройства является невозможность моделирования с его помощью гравитационных перегрузок на лабораторных животных и невозможность изучения их влияния на различные органы и системы подопытного животного.
Целью создания полезной модели является получение возможности изучения влияния гравитационных перегрузок на различные органы и системы лабораторных животных.
Эта цель достигается тем, что нагрузочный механизм выполнен в виде круглой платформы с центральной осью вращения, соединенной с электроприводом, причем на платформе градуирована круговая шкала и расположены элементы фиксации клеток-пеналов для лабораторных животных на заданном расстоянии от центра вращения платформы.
Сравнение предлагаемого устройства с другими приборами и аппаратами, известными в области экспериментальной медицины, показало его соответствие критериям полезной модели.
Полезная модель поясняется графическим материалом. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг.2 - изображен вид по стрелке ↑ на фиг.1.
Предлагаемое устройство содержит нагрузочный механизм, выполненный в виде круглой платформы 1 с центральной осью 2 вращения, соединенную с электроприводом 3. На платформе 1 выполнена градуированная круговая шкала 4 расстояний от центра вращения платформы 1. На платформе 1 размещены на заданном расстоянии от центра вращения клетки-пеналы 5 с лабораторными животными. Клетки-пеналы 5 снабжены элементами фиксации (на чертеже не показаны) на платформе 1, выполненные в виде винтов.
Устройство используется следующим образом. В клетку пенал 5 помещают лабораторное животное, например крысу или кролика. Закрепляют клетку-пенал 5 на заданном расстоянии от центра вращения. Включают электропривод и производят вращение платформы 1 с заданной скоростью, заданное время и заданное количество сеансов. После чего производят исследование влияния гравитационных перегрузок на лабораторное животное.
Диаметр платформы устройства составляет 1000 мм, мощность электродвигателя - 0,75 кВт, частота вращения платформы от 20 до 100 об/мин. При этом дистальная часть клеток-пеналов может располагаться по выбору экспериментатора на расстоянии от 5 до 50 см от центра оси вращения. Конструктивные особенности клеток позволяют фиксировать животных в положении, обеспечивающим действие центробежных сил в краниокаудальном направлении. Устройство работает от сети переменного тока с напряжением 220 вольт.
Если установить расстояние клеток-пеналов от центра вращения, равное 43 см, то при скорости вращения 30 об/мин величина перегрузки составит 0,43 G, при 36 об/мин - 0,62 G, при 40 об/мин - 0,78 G, а при 45 об/мин - 0,97 G. Соответственно величину гравитационной перегрузки можно менять, изменяя расстояние (радиус вращения) клеток-пеналов от центра вращения.
Клинические примеры. При проведении исследований определялись наиболее оптимальные режимы воздействия гравитационных перегрузок на сосудистое русло и скелетную мускулатуру экспериментальных животных с тем, чтобы в дальнейшем использование гравитационной терапии в клинике было наиболее действенным и безопасным.
1. При режиме гипергравитации 30 об/мин (0,43 G) - 30 минут - 10 сеансов воздействию подвергались 6 крыс. При морфологическом исследовании скелетная мышечная ткань имела обычное строение. В мышечных волокнах хорошо были видны ядра, расположенные как под
сарколеммой, так и в центре волокна в виде цепочек. В волокнах выражена продольная и поперечная исчерченность миофибрилл. При постановке ШИК-реакции гликоген выявляется в виде глыбок. Пространство эндомизия не расширено, в некоторых, расположенных под эпимизием мышечных волокнах, имеют место признаки отека. В эндомизии капилляры расширены, имеют неровный, неодинаковый просвет, участки расширения чередуются с участками спазма. В капиллярах встречается стаз эритроцитов, явления их гемолиза, наблюдаются также капилляры со свободным просветом. Венулы расширены, полнокровны. Артериолы имеют обычное строение. Таким образом, при данном режиме гравитационных нагрузок изменения в мышечных волокнах и сосудах микроциркуляторного русла незначительны.
2. При режиме гипергравитации 36 об/мин (0,62 G) - 30 минут - 10 сеансов воздействию подвергались 6 крыс. При этом большая часть скелетных мышечных волокон сохраняет признаки жизнеспособности. На продольных, поперечных и косых срезах мышечных волокон имеются многочисленные ядра, расположенные под сарколеммой, реже - в центре волокна в виде цепочек. Выражена поперечная и продольная исчерченность мышечных волокон. Капилляры расширены, на отдельных участках лишены ядер эндотелия, на других - отмечается разрыхленность стенки эндотелия. Такие участки капилляров сменяются резко суженными фрагментами. Венулы тонкостенны, расширены, со свободным просветом. В межуточных пространствах скелетной мышцы просматриваются нити фибрина. На отдельных фрагментах скелетной мышцы наблюдается отек самих мышечных волокон, с увеличением их диаметра на поперечных срезах. В перимизии и эндомизии определяется рыхлая соединительная ткань с множеством клеточных элементов. Таким образом, при использовании данного режима, при сохранности и жизнеспособности самих мышечных волокон имеет место нарушение проницаемости элементов микроциркуляторного русла.
3. При режиме гипергравитации 40 об/мин (0,78 G) - 15 минут - 10 сеансов воздействию подвергались 6 крыс. При этом большая часть волокон скелетной мышечной ткани имеет обычное строение. При постановке ШИК-реакции в них выявляется гликоген, хорошо выражена поперечная и продольная исчерченность. Ядра располагаются под сарколеммой, однако встречаются волокна и с центральным их расположением. Артериолы, венулы и капилляры имеют обычную структурную организацию, выявляются неравномерно. Капилляры образуют сеть. В отдельных мышечных волокнах наблюдается их поперечная фрагментация, снижено количество ядер.
В целом мышечные волокна сохранены, вены полнокровны, капилляры расширены, образуют сеть, что является положительным моментом данного режима гравитационных нагрузок.
4. При режиме гипергравитации 45 об/мин (0,97 G) - 10 минут - 10 сеансов воздействию подвергались также 6 крыс. Мышечные волокна бедренной мышцы на большей части пространства сохраняют жизнеспособность и имеют обычную структурную организацию. Однако в центральной части мышцы имеется участок дистрофии мышечных волокон с явлениями лизиса. Межуточные пространства расширены. В них имеются нити фибрина, на отдельных участках форменные элементы крови. Капилляры на одних участках расширены, в других - резко сужены, просвет их свободен, иногда заполнен плазмой, в эндотелиальной выстилке имеются дефекты. Встречаются участки с волнообразным (четкообразным) изменением просвета венул и капилляров. Вокруг капилляров и венул наблюдаются форменные элементы крови, кровоизлияния. Это свидетельствует о ранимости микроциркуляторного русла - капилляров и венул к данному режиму гравитационной терапии, что, в конечном итоге, приводит к повреждению мышечных волокон.
Таким образом, качественно новый положительный эффект от использования предлагаемого устройства выражается в получении возможности изучения объективных клинических и морфологических
данных влияния гравитационных перегрузок на различные органы и системы экспериментальных животных с последующей экстраполяцией на человека.
Предлагаемое устройство надежно в работе, просто в конструктивном исполнении и обслуживании.
Предлагаемое устройство возможно и целесообразно использовать в подразделениях экспериментальной медицины.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент Японии №9873/66, кл. 94 А 2.
2. Авторское свидетельство СССР №1524873, кл. А61В 5/10, 1989.
3. Авторское свидетельство СССР №552072, кл. А61В 5/05, 1971.
4. Авторское свидетельство СССР №1574209, кл. А61В 5/103, 1990.