УСТАНОВКА ДЛЯ БИОМИКРОСКОПИИ В ПРОХОДЯЩЕМ СВЕТЕ

Изобретение относится к экспериментальной биологии и медицине и может быть использовано для прижизненной биомикроскопии наркотизированных лабораторных животных, например, биомикроскопии микрососудов брыжейки крыс в проходящем свете.
При проведении биомикроскопии возникает необходимость фиксации лабораторных животных на препарационном столике с обеспечением всестороннего доступа к брюшной полости, надежной иммобилизации микроскопируемой области и содержании ее в максимально возможных физиологических условиях, а также регистрации наблюдаемых явлений. Известно, что у наркотизированных животных происходит неуклонное снижение температуры тела, что значительно искажает результаты исследования. В связи с этим ранее было создано большое количество подогреваемых столиков, монтируемых взамен предметного столика микроскопа и предназначенных для микроскопии размещенных на них неподвижных объектов, например биологических препаратов и не предназначенных непосредственно для биомикроскопии лабораторных животных (АС 358682, G02b 21/00 A61d 7/02,1972; AC 200222, 42h, 15/03; AC 763834, G02B 21/30, 1980; AC 90058, 42h, 15/08, 1951; Pat. CN 2074918; AC 360085 A61G 11/00 G02b 21/30; MATS-U505S/U55S (производства фирмы Tokai Hit, Япония).
Предложены устройства для биомикроскопии лабораторных животных.
Для исследования микроциркуляции микрососудов брыжейки мелких лабораторных животных предложено устройство (Чернух A.M. Микроциркуляция. - Москва: Медицина, 1975, с.12-13.), представляющее собой цельный блок, состоящий из корытца для животного и камеры для извлеченной из брюшной полости кишечной петли, помещаемой на встроенный световод, представляющий собой цилиндр из кварцевого стекла, встроенный в плексигласовый корпус.
Недостатком предложенного нагревательного столика является необходимость извлечения кишечной петли из брюшной полости и помещения ее в специальную камеру, в которой требуется поддержание постоянной температуры и влажности, что может способствовать сокращению времени исследования и искажению его результатов. Возможно механическое повреждение микроструктур кишечной петли за счет раздавливания о поверхность световода при прилипании к поверхности световода, твердая поверхность может вызывать пережатие сосудов, что ведет к нарушению кровоснабжения исследуемого участка.
Предложено устройство для витальной микроскопии брыжейки, состоящее из подставки для тела животного и камеры для кишечной петли. Камера для кишечной петли выполнена в виде ванночки с двойным дном; в центре которой проходит световод цилиндрической формы из оптического или органического стекла. Верхняя отполированная поверхность световода служит предметным столиком, на котором располагают брыжейку. Подогрев камеры осуществляется путем пропускания через нее из ультратермостата воды, нагретой до 38°C (Смоличев Е.П. Метод прижизненного изучения капиллярного кровообращения с фотоэлектрической регистрацией диаметра сосудов и определением скорости кровотока. - Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 1968. - №3. - С.72-74).
Недостатком предложенного устройства является необходимость извлечения кишечной петли из брюшной полости и помещения ее в специальную камеру, что может способствовать сокращению времени исследования и искажению его результатов. Кроме того, возможно механическое повреждение микроструктур кишечной петли за счет раздавливания о поверхность световода при прилипании исследуемого участка, твердая поверхность может вызывать пережатие сосудов, что ведет к нарушению кровоснабжения исследуемого участка.
Известно устройство для прижизненного микроскопирования, путем подведения проходящего света к изучаемому органу, содержащее термостатическую камеру, столик и ванночку для физиологического раствора, причем предметный столик покрыт прозрачным стеклом, например, кварцевым, и выполнен в виде цилиндра, вмонтированного в дно ванночки и накрытого заполненной солевым раствором двухстенной термостатической камерой, в которой выполнены отверстия для ввода исследуемого внутреннего органа и объектива микроскопа (SU 281743, A61B 1/06, 1969).
Недостаток - можно проводить исследования только для определенного по размеру органа одного вида животных. Необходимо исследуемый орган помещать в специальную камеру, что может способствовать сокращению времени исследования и искажать его результаты, кроме того, возможно механическое повреждение микроструктур кишечной петли.
Известно устройство для витальной микроскопии (SU 745498, A61B 1/06, 1980), состоящее из термостатической камеры, включающей в себя подставку для тела животного на которой смонтирована ванночка для физиологического раствора, в дно которой встроен световод из кварцевого стекла прямоугольной формы. Ко дну ванночки и к боковым граням световода герметично прикреплена прозрачная эластичная камера из полиэтилена или резины, выполненная в форме усеченной полусферы. На внутренней стороне камеры зафиксирована круговая пружина, постоянно растягивающая верхнюю часть полусферы и создающая горизонтальную площадку для расположения микроскопируемого участка внутреннего органа животного. В подставке проходят патрубки для подвода и отвода термостатирующей жидкости. Исследуемый внутренний орган (например, брыжейку тонкой кишки) выводят через разрез в передней брюшной стенке и располагают на площадке полусферы в ванночке, заполненной физиологическим раствором.
Недостатком предложенных устройств для витальной микроскопии является необходимость извлечения кишечной петли из брюшной полости и помещения ее в специальную камеру, что может способствовать сокращению времени исследования и искажению его результатов. Кроме того, круговая пружина может дополнительно травмировать исследуемый объект.
Известно устройство для витальной микроскопии (SU 980687, A61B 1/06, 1982), состоящее из полой подставки, содержащей термоэлемент и терморегулятор, поддерживающие температуру исследуемого органа на постоянном уровне. В центре подставки расположен световод, состоящий из стержня с резьбой и набора усеченных конусов, обращенных большим основанием вверх, причем внутренний конус выполнен сплошным, а остальные полые. Внутренний диаметр каждого последующего конуса равен наружному диаметру предыдущего. Конусы выполнены из оптически прозрачного материала, например органического стекла и образуют площадку для размещения микроскопируемого органа.
Данное устройство позволяет проводить биомикроскопию органов различного размера, однако недостатком предложенного устройства является необходимость выделения внутреннего органа, что не обеспечивает физиологических условий. Возможно механическое повреждение микроструктур исследуемого органа при манипуляциях за счет прилипания к поверхности световода.
Известно устройство для биомикроскопии брыжейки (SU 1391638, A61D 3/00, 1988), состоящее из столика с установленной на нем четырехстенной камерой для размещения брыжейки, снабженное средствами для соединения внутренней полости камеры с брюшной полостью и фиксации брыжейки исследуемого животного, выполненными в виде закрепленного на наружной стороне одной из стенок камеры перпендикулярно к ней патрубка и закрепленного на внутренней стороне той же стенки кольца с шипами. Камера для размещения брыжейки снабжена крышкой с окном, а на крышке камеры размещено покровное стекло, которое соединено посредством упругой связи с насадкой объектива микроскопа. Кишечную петлю проводят в камеру через отверстие и фиксируют на шипах кольца. Затем в брюшную полость крысы вводят конец патрубка с фланцем. Заводят упругие фиксаторы за герметизирующую пластину, обеспечивая герметичное сообщение брюшной полости с камерой. В камеру наливают необходимый раствор. Устройство устанавливают на предметный столик микроскопа на объектив, на который предварительно навинчена насадка с покровной пластиной.
Недостатком предложенного устройства для биомикроскопии брыжейки является необходимость перемещения извлеченной из брюшной полости кишечной петли в специальную камеру с последующей ее фиксацией, в результате чего возможно механическое повреждение исследуемого органа.
Известна установка (RU 2465833 C1, A61B 10/00, 2012) (прототип), содержащая световой микроскоп, термостатированный препарационный столик для мелких лабораторных животных, снабженный нагревательной системой, и датчик температуры для измерения реальной температуры тела подопытного животного, блок управления и вычислительный блок, например, персональный компьютер.
Данная установка используется для исследования органов брюшной полости извлеченных из нее, что требует принятия дополнительных мер для сохранения объекта исследования в процессе проводимых мероприятий. Установка не может быть использована для проведения биомикроскопии в проходящем свете из-за своих конструктивных особенностей.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства, предназначенного для проведения биомикроскопии наркотизированных лабораторных животных в оптимальных условиях в течение длительного промежутка времени.
Технический результат заключается в обеспечении оптимальных условий для выполнения биомикроскопии микрососудов наркотизированных лабораторных животных при выполнении длительных экспериментов и возможности проведения исследований в проходящем свете без извлечения объекта исследования из брюшной полости.
Технический результат достигается тем, что установка для биомикроскопии в проходящем свете, содержащая световой микроскоп с термостатируемым препарационным столиком и датчик температуры, согласно полезной модели, препарационный столик выполнен в виде полого плоского корпуса, снабженный штуцерами для подвода и отвода нагретой воды от ультратермостата, по краям которого расположены прямоугольные выступы с пластинками для фиксации лигатур и выступы для фиксации животного, и снабжен устройством для перемещения его в горизонтальной плоскости, посредством микровинтов и направляющих, в корпусе столика выполнено сквозное соосное отверстие для размещения в нем съемного световода в виде полого цилиндра из прозрачного материала с открытым верхним торцом и размещенным на нем подвижным ограничителем, при этом сквозное отверстие выполнено напротив окуляра микроскопа, выполненного с возможностью закрепления на нем USB-видеокамеры, а тринокулярная насадка микроскопа снабжена гнездом для размещения через адаптер фотоаппарата, датчик температуры установлен на выходе штуцера для отвода воды от термостатируемого столика.
В предложенной установке может быть использован световой микроскоп любой известной конструкции, например видоизмененный световой микроскоп БИОМЕД - 1 (Россия), позволяющей перемещать микроскоп, в частности объектив и окуляр в сагиттальной и фронтальной плоскостях; в качестве ультратермостата может быть использован, например, ИГ-15У42 (Украина), поддерживающего постоянную температуру столика в пределах 35-38°C, а в качестве регистрирующего устройства - фиксированная USB-видеокамера для микроскопа любой известной модели, например, Levenhuk C800 NG 8M pixels, и фотоаппарат, например. Canon Power Shot А95.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 представлен общий вид установки для биомикроскопии в положении для проведения манипуляций с испытуемым животным; на фиг. 2. - общий вид установки для биомикроскопии подготовленной для регистрации измерений; на фиг. 3а - препарационный столик вид сверху; 36 - препарационный столик вид снизу; на фиг. 4 - препарационный столик, разрез по А-А; на фиг. 5 -общий вид световода с ограничителем.
Установка состоит из светового микроскопа 1 с выдвижным термостатируемым препарационным столиком 2, имеющим сверху выступы 3 для фиксации животного и прямоугольные выступы с пластинками 4 для закрепления лигатур, фиксирующих края раны, набора съемных световодов 5, ультратермостата (на фигурах не показан), поддерживающего постоянную температуру столика 2, системы мониторинга в виде фотоаппарата 6 и фиксированной USB-видеокамеры 7 для микроскопа, система для подведения проходящего света 8 к световоду 5.
Выдвижной термостатируемый препарационный столик 2 установлен взамен обычного предметного столика с помощью устройства 9, которое также обеспечивает его перемещение в горизонтальной плоскости с помощью направляющих (на фигурах не показаны) и микровинтов 10. Столик 2 представляет собой соединенные герметично с образованием полости 11 двух прямоугольных пластин 12 и 13 (размером 15×24 см и 1 см), выполненные из стеклотекстолита (фиг. 4). Учитывая то, что при проведении длительных операций под наркозом у животного происходит неуклонное снижение температуры тела, что может приводить к изменению микроциркуляции в исследуемом органе, столик соединен с помощью штуцеров для подвода 14 и отвода 15 нагретой воды с термостатом любой известной марки, например водным ультратермостатом ИГ-15У42 (на фигурах не показан), обеспечивающим поддержание температуры столика на физиологическом уровне (35-38°C). Подогрев столика 2 осуществляется путем циркуляции воды заданной температуры. Температура контролируется спиртовым контактным термометром (на фигурах не показан) любой известной модели, установленном на выходе замкнутой системы оттекающей воды от термостатируемого столика 2. В качестве источника света используется галогенная лампа мощностью 20V, установленная напротив конденсора и диафрагмы системы для подведения проходящего света 8.
Столик 2 на уровне источника света имеется сквозное отверстие 16 диаметром 12 мм для ввода съемного стеклянного световода 5 цилиндрической формы.
По краям основания столика 2 сверху в области конечностей лабораторных животных в положении на спине расположены приспособления 3 для фиксации верхних и нижних конечностей и прямоугольные выступы 4 с пластинками, предназначенные для крепления лигатур, которые фиксируют края ран.
Препарационный столик 2 с помощью направляющих и микровинтов 10 перемещается вперед и назад по отношению к объективу 17 микроскопа, в том числе за пределы микроскопа до упора, что обеспечивает всесторонний доступ к телу лабораторного животного во время проведения манипуляций в брюшной полости и для установки съемного световода 5 строго напротив окуляра микроскопа 1.
Столик 2 изготовлен из легкого, прочного, экологически не токсичного полимерного материала. Предусмотрена возможность максимального доступа ко всем конструкционным деталям для обработки. Используемые для изготовления материалы устойчивы к воздействию дезинфицирующих средств и коррозии. Отсутствуют одноразовые детали. Конструкция проста и надежна в долгосрочной эксплуатации, не требует сборки. Легко монтирующегося взамен обычного предметного столика.
Объектив 17 и окуляр светового микроскопа 1 перемещается в сагиттальной и фронтальной плоскостях, с помощью микровинтов 18 салазочного механизма 19, что позволяет выполнять фото- и видеофиксацию исследуемого участка без перемещения объекта.
Отличительной особенностью является использование системы перемещения в сторону источником света препарационного столика микроскопа 1 с использованием микровинтов 10, расположенного напротив объектива относительно объекта исследования в пределах поля микроскопии, что обеспечивает при расположении объекта напротив объектива удобство выбора зоны микроскопии. Кроме того, это позволяет выполнять фото- и видеофиксацию исследуемого участка на различных стадиях исследования без перемещения объекта исследования.
Устройство работает следующим образом.
После наступления состояния глубокого наркоза лабораторное животное помещается на термостатируемый (37-37,5°C) препарационный столик 2 в положении на спине с раскинутыми в стороны и зафиксированные с помощью креплений 3 передними и задними лапами. В зависимости от высоты передней брюшной стенки подбирается стеклянный световод 5. Выполняется срединная лапаротомия. Кровотечение из мелких сосудов кожи и передней стенки брюшины останавливается с помощью термокоагуляции. Края раны фиксируются с использованием лигатур и креплений 4. Справа на уровне нижней трети живота делают небольшой парамедиальный разрез, через который вводится верхний открытый торец 20 съемного стеклянного световода 5, нижний торец 21 которого выводится через отверстие 16 в пластинах препарационного столика 2 за его пределы и фиксируется с помощью ограничителя 22 световода 5. Через верхний открытый торец 20 световода 5 проводят заполнение полости 23 световода 5 до верхней границы вазелиновым маслом, являющимся индифферентным, что исключает возможность прилипания объекта исследования к стенкам световода 5, проваливания внутрь световода и перегиба сосудов. Брыжейку с кишечной петлей располагают на верхнем торце 20 световода 5. Операционное поле закрывается тампонами, смоченными физиологическим раствором натрия хлорида (t=37-37,5°C). По мере необходимости производится орошение исследуемого участка изотоническим раствором натрия хлорида. Столик 2, с таким образом подготовленным животным, перемещают с помощью устройства 9 до соосного совмещения световода 5 с выходом пучка проходящего света из системы 8. Включается источник света. С помощью фотоаппарата 6 и фиксированной USB-видеокамеры 7 для микроскопа 1, соединенных с персональным компьютером, производится запись на различных стадиях исследования с последующей обработкой полученных данных с использованием компьютерной программы, например программы ToupView, предназначенной для сохранения, просмотра и обработки видеозаписей, полученных с видеокамер для микроскопа фирмы Levenhuk.