УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОТРАВЛЕНИЯ ПРОДУКТАМИ ГОРЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ НА МЕЛКИХ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
DEVICE FOR SIMULATING WOOD COMBUSTION PRODUCTS POISONING IN SMALL LABORATORY ANIMALS

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для моделирования в эксперименте интоксикации мелких лабораторных животных газообразными продуктами горения веществ с низкой и средней температурой горения на примере древесных опилок.
В доступной научно-медицинской и патентной литературе сведений об известности устройства для моделирования отравления продуктами горения древесины на мелких лабораторных животных не обнаружено.
Задачей изобретения является разработка устройства для моделирования отравления продуктами горения древесины на мелких лабораторных животных, сочетающего простоту и низкую материальную стоимость, удобство в эксплуатации, широкий спектр возможностей для исследований.
Технический результат при использовании изобретения - получение динамики отравления биомодели газообразными продуктами горения древесины.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для моделирования отравления продуктами горения древесины на мелких лабораторных животных включает плоскодонный стеклянный сосуд цилиндрической формы объемом 3 л, горло которого вытянуто и сужено, с отверстием округлой формы диаметром 90 мм и винтовой резьбой на наружной поверхности вытянутой части для фиксации крышки, являющийся резервуаром для накопления газообразных продуктов горения, а также камерой, в которой происходит контакт биомодели с продуктами горения; выполненную в виде полусферы чашеобразную металлическую емкость объемом 0,03±0,01 л, толщиной 0,5 мм, по периметру дна которой на расстоянии 5 мм друг от друга находятся пять отверстий диаметром 2 мм, в которой происходит процесс горения вещества, при этом чашеобразная емкость снабжена металлической цилиндрической подставкой толщиной 0,5 мм, высотой 115 мм с диаметром основания 75 мм и диаметром вершины 75 мм, на боковой поверхности подставки выполнены два параллельно расположенных прямоугольной формы отверстия размерами 75×45 мм; прямоугольной формы деревянную подставку длиной 200 мм, шириной 15 мм, толщиной 3 мм, передняя поверхность которой снабжена жестко закрепленным металлическим хомутом в форме полукруга диаметром 150 мм для фиксации стеклянного сосуда в горизонтальном положении.
Сущность изобретения поясняется следующими фигурами: на фиг.1 изображены составные части устройства; на фиг.2 - устройство в использовании: горение вещества в металлической емкости 3 и накопление продуктов горения в банке 1; на фиг.3 - кульминация эксперимента: контакт крысы 7 с газообразными веществами горения, при этом винтовая крышка 2, плотно закрывающая отверстие банки 1, обеспечивает герметизацию камеры.
Предлагаемое устройство для моделирования содержит плоскодонный стеклянный сосуд 1 цилиндрической формы (банку) объемом 3 л, горло которого несколько вытянуто и сужено, с округлой формы отверстием диаметром 90 мм (стеклянные банки данного объема являются оптимальным вариантом, т.к. в эксперименте они легко заполняются продуктами горения, имеют достаточно большое отверстие для помещения и извлечения исследуемого животного, а также позволяют наблюдать за ним в течение всего периода воздействия газообразных продуктов горения). На наружной поверхности вытянутой части имеется винтовая резьба для плотной фиксации крышки 2. Сосуд 1 служит резервуаром для накопления газообразных продуктов горения, а также камерой, в которой происходит контакт биомодели с продуктами горения. Также имеется выполненная в виде полусферы чашеобразная металлическая емкость 3 объемом 0,03±0,01 л из железа толщиной 0,5 мм (данный объем способствует оптимальной скорости горения и минимизирует утечку газообразных продуктов горения за пределы стеклянного цилиндра). По периметру дна емкости на расстоянии 5 мм друг от друга выполнены пять отверстий диаметром 2 мм (данные отверстия обеспечивают равномерный доступ воздуха, что в свою очередь ускоряет процесс горения и обеспечивает полное сгорание вещества). Чашеобразная емкость снабжена металлической подставкой 4 цилиндрической формы толщиной 0,5 мм, высотой 115 мм с диаметром основания 75 мм и диаметром вершины 75 мм (размеры металлической подставки обеспечивают плотную фиксацию чашеобразной емкости с горящим в ней веществом, достаточное количество воздуха, необходимого для горения, а также в ней могут накапливаться побочные потенциально пожароопасные продукты горения, проникающие туда через отверстия, расположенные по периметру дна чашеобразной емкости, фиксированной на вершине). На боковой поверхности металлической подставки 4 выполнены два параллельно расположенных прямоугольной формы отверстия размерами 75×45 мм (обеспечивают поступление необходимого для горения воздуха к отверстиям, расположенным по периметру дна чашеобразной емкости в момент, когда она установлена на металлической подставке). На вершине подставки фиксируется железная емкость 3, в которой происходит процесс горения вещества. Также присутствует прямоугольной формы деревянная подставка 5 длиной 200 мм, шириной 15 мм, толщиной 3 мм, передняя поверхности подставки 5 снабжена металлическим хомутом 6 в форме полукруга диаметром 150 мм, в просвете которого плотно фиксируется стеклянный сосуд 1, края хомута закреплены к поверхности подставки шурупами (фиг.1). Эта подставка необходима для фиксации в горизонтальном положении стеклянной камеры, которая производится в финальной части эксперимента для лучшей визуализации и равномерного распределения в камере продуктов сгорания. Конструкция подставки обеспечивает то, что стеклянный сосуд (вместе с помещенной в него в вертикальном положении биомоделью) большей частью своей поверхности прилегает к деревянной подставке и плотно прижимается к ней металлическим хомутом, что обеспечивает надежную фиксацию стеклянного сосуда в заданном положении независимо от действий исследуемого животного, расположенного внутри него, при этом фиксация не влияет на визуальную доступность происходящего в полости стеклянного цилиндра.
Предлагаемое устройство для моделирования используется следующим образом: в металлическую емкость 3 помещаются древесные опилки, влияние газообразных продуктов горения которых подлежит исследованию. Для оптимизации процесса горения объем единовременно сжигаемого вещества не должен превышать 50% объема металлической емкости. Емкость 3 с веществом помещается на подставку 4, затем вещество, расположенное в металлической емкости, поджигается, после его воспламенения и появления газообразных продуктов горения на расстоянии 50 мм от верхнего края металлической емкости 3 в вертикальном положении располагают стеклянный сосуд 1 таким образом, чтобы центр его отверстия совпадал с центром открытого конца металлической емкости 3. Сосуд 1 в таком положении фиксируется руками исследователя, причем при правильном исполнении наблюдается заполнение стеклянной камеры продуктами сгорания вещества (фиг.2). После заполнения камеры необходимым количеством газообразных веществ, количество их можно контролировать путем взвешивания изначально взятого вещества и остаточных продуктов горения в металлической емкости вследствие произвольного, либо принудительного прекращения процесса горения. Затем в заполненный газами сосуд 1 помещается биомодель 7 (крыса), после чего отверстие плотно закрывается металлической винтовой крышкой 2. Сосуд 1 с подопытным животным фиксируется металлическим хомутом 6 на деревянной подставке 5 в горизонтальном положении (фиг.3). Время нахождения животного в подобном положении определяется целями и задачами конкретного эксперимента. Степень интоксикации исследуемого животного определяется количеством сожженных опилок, выделяющих газообразные продукты горения, концентрирующиеся в стеклянном цилиндре, а также временем, на протяжении которого биомодель контактирует с продуктами горения. Чем больше концентрация веществ в стеклянном цилиндре и время контакта с ними, тем сильнее предполагаемая интоксикация.
Предлагаемое изобретение позволяет наблюдать за динамикой состояния биомодели в эксперименте, так как его корпус является абсолютно прозрачным, а животное не ограничено в перемещении в пределах сосуда. В динамике можно наблюдать такие показатели, как: активность, положение в пространстве, перемещение животного, частоту дыхания по движению диафрагмальной мышцы, состояние сознания, а также отдельные видоспецифические поведенческие реакции лабораторных животных. Ввиду достаточно большого объема стеклянного цилиндра при необходимости в нем могут находиться одновременно до 2-3 животных, что позволит минимализировать статистическую погрешность и получить наиболее достоверные результаты. По окончании эксперимента животное быстро извлекается из стеклянного цилиндра путем простого его переворачивания открытым концом книзу. Так как внутренняя поверхность цилиндра абсолютно гладкая, подопытное животное быстро извлекается независимо от его состояния.
Изобретение иллюстрируется следующим примером.
Учитывая, что настоящий эксперимент сопряжен с наличием открытого огня, что в свою очередь требует соблюдения правил пожарной безопасности и предъявляет определенные требования к помещению, в котором проводится исследование, помещение должно быть хорошо проветриваемое, эксперимент проводят вдали от легко воспламеняющихся веществ, необходимо наличие исправного огнетушителя. В чашеобразную емкость с небольшими отверстиями, расположенными по периметру дна, насыпают 5 грамм древесных опилок (данное количество обеспечивает отравление легкой степени тяжести), после чего помещают ее на металлическую подставку, установленную на экспериментальном столе. Затем поджигают опилки, находящиеся в чашеобразной емкости, после их воспламенения размещают стеклянную камеру в вертикальном положении открытым концом книзу так, чтобы центр округлого отверстия банки совпадал с центром чашеобразной емкости, а расстояние между ними равнялось 20-40 мм. Банку при этом удерживают руками. После того как опилки полностью прогорели, а стеклянная емкость заполнилась газообразными продуктами горения, в банку через то же отверстие быстро (с целью минимализации утечки газообразного содержимого) помещают биомодель, и плотно заворачивают крышку. Банку с биомоделью, заполненную газообразными продуктами горения, фиксируют в горизонтальном положении (для равномерного распределения в ее полости газообразных продуктов горения и наилучшей визуализации поведенческих реакций крысы) на деревянной подставке при помощи металлического хомута. Наблюдают за крысой в течение 5 минут (более продолжительный контакт может вызвать отравление средней тяжести), каждые 60 секунд считают частоту дыхания, записывают изменения в поведении животного. По истечении 5 минут откручивается крышка, банка устанавливается в вертикальном положении открытым концом вниз, после чего животное извлекается и помещается обратно в клетку.