УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ РАБОТЫ С МЕЛКИМИ ЛАБОРАТОРНЫМИ ЖИВОТНЫМИ

Устройство относится к области экспериментальной физиологии и медицины и используется для осуществления ишемии задней конечности у бодрствующих мелких лабораторных грызунов (крыс, мышей).
Известно устройство для фиксации лабораторных животных по патенту России №14722 (МПК A61D 3/00, приоритет 21.02.2000), содержащее столешницу с тяжелой основой и полуцилиндрический корпус, головная часть которого выполнена в виде усеченного конуса с отверстием, а хвостовая - снабжена съемной задвижкой с отверстием для хвоста и винтом, который фиксирует ее через прорезь в корпусе. Кроме того, на столешнице имеются две параллельно расположенные пластинки с пазами, в которые вставляется плоское основание полуцилиндрического корпуса.
Недостатки устройства заключаются в сложности конструкции, отсутствии доступа к задней лапе, неизбежности дополнительного стрессирования животного в результате жесткой фиксации и прозрачности стенок корпуса.
Техническая проблема состоит в том, что имеющееся фиксирующее устройство не позволяют осуществлять ишемию задней конечности бодрствующих мелких лабораторных животных, путем перетягивания жгутом или манжетой. Это делает невозможным проведение неинвазивной транзиторной ишемии конечности, в частности, в рамках дистантного ишемического кондиционирования (ДИК). ДИК - это воздействие краткими эпизодами ишемии-реперфузии органа или конечности, повышающее устойчивость тканей к ишемическому и другим повреждениям, а также резистентность организма в целом. Положительный эффект подобного воздействия применяется в клинике для уменьшения повреждения и снижения операционного стресса, также ДИК может значительно улучшить неврологические функции и оказать нейропротекторное действие, обладает анксиолитическим и антидепрессивным эффектом. Простой способ ДИК на лабораторных грызунах - передавливание хвоста зажимом - не может быть напрямую экстраполирован на человека, для приближения условий эксперимента к клинической практике необходимо осуществлять ДИК, перетягивая конечность, не используя при этом седацию и избегая дополнительного стрессирования.
Ставится задача создания удерживающего устройства, позволяющего осуществлять ишемию задней конечности у бодрствующих мелких лабораторных грызунов, способствующего минимизации стресса у животных и риска укусов персонала.
Проблема разрешается за счет того, что цилиндрический корпус иммобилизирующего пенала выполнен непрозрачным и имеет овальное отверстие, по размеру и расположению соответствующее задней лапе животного, которое может быть помещено внутри. Корпус располагается горизонтально над поверхностью стола на ножках, являющихся одновременно закрывающими решетками (ограничителями) для торцов цилиндра. Решетки составлены из стержней, проходящих через отверстия в корпусе и соединенных пластинами, которые являются подставками устройства.
Технический результат заключается в том, что устройство позволит проводить ишемию конечности лабораторных грызунов безопасно, без применения наркоза и дополнительных стрессирующих воздействий, что повысит повторяемость результатов исследований и их трансляционный потенциал. Дополнительным преимуществом предлагаемой конструкции является простота изготовления.
На фиг. 1 представлен чертеж разработанного устройства: цилиндрический корпус пенала 1 с отверстием 2 для задней лапы животного в его нижней части; П-образная съемная запирающая решетка, являющаяся одновременно и подставкой, состоит из двух стержней 3, соединенных плоским основанием 4.
На фиг. 2 представлена 3D-модель иммобилизирующего пенала в варианте исполнения с утолщениями в нижней части стержней запирающей решетки.
На фиг. 3 представлена фотография, иллюстрирующая применение разработанного устройства для выполнения ишемии задней конечности у бодрствующих лабораторных крыс. Видно, что задняя лапа грызуна располагается снаружи корпуса пенала, где ее возможно перетянуть жгутом для осуществления ишемии, без риска для экспериментатора и дополнительного стресса для животного.
Цилиндрический пенал 1 (фиг. 1) выполняется из непрозрачного материала, устойчивого к воздействию воды, толщина стенки определяется исходя из конструктивных соображений обеспечения прочности, устойчивости к возможному воздействию зубов грызунов и сохранения целостности конструкции. Во внутреннем объеме цилиндра животное должно размещаться свободно, но не иметь возможности развернуться. В нижней части цилиндра имеется овальное отверстие 2 по размеру и расположению соответствующее положению задней лапы животного, которое может быть помещено внутрь. Закрывающие решетки (задвижки), выполняются из металлических стержней 3, устойчивых к коррозии и воздействию зубов грызунов, прикрепленных в нижней части к поперечной пластине 4. При изготовлении закрывающей решетки из двух стержней, рекомендуется стержни располагать таким образом, чтобы они делили диаметр основания пенала на 3 равные части. Закрывающие решетки выполняют одновременно функцию подставок для пенала, что обеспечивается соединением их в П-образную конструкцию при помощи пластины 4, обеспечивающей устойчивость на столе. Ограничительные решетки вставлены в цилиндр через отверстия в его стенках. Стержни запирающей решетки, расположенной с задней стороны пенала (со стороны хвоста животного), более свободно вставляются и извлекаются из отверстий в стенках цилиндра для помещения грызуна в пенал и легкого запирания его внутри. Фиксация цилиндра на заданном расстоянии (около  длины задней лапы грызуна) от поверхности стола может обеспечиваться увеличением толщины (диаметра) стержней в нижней части торцевых решеток, как показано на фиг. 2, либо использованием дополнительного ограничителя или зажима, как продемонстрировано на фотографии (фиг. 3).
При лабораторном исследовании адаптивных и патологических последствий ишемии в моделях на животных важно избежать дополнительного воздействия наркоза, а также снизить стрессирующие воздействия, что выполняется при изготовлении корпуса 1 удерживающего устройства из непрозрачных материалов и придания ему цилиндрической формы. Поведенческие особенности грызунов, как норных животных, ищущих укрытия, побуждают их самостоятельно входить в открытые с одной стороны пенала, после чего исследователь вставляет заднюю закрывающую решетку и при необходимости закрепляет ее сверху зажимом, как показано на фиг. 3, что не позволит животному покинуть цилиндр. Отверстие 2 в нижней части цилиндра расположено так, чтобы задняя лапа вошедшего грызуна оказывалась точно над ним и «вываливалась» из пенала целиком самопроизвольно или с небольшой помощью, пока не коснется поверхности стола (см. фотографию фиг. 3). Что позволяет экспериментатору перетянуть жгутом или сдавить манжетой заднюю конечность, обычно на уровне верхней трети бедра, для снижения кровотока и создания ишемии на необходимое время, а затем снять жгут для восстановления кровоснабжения (реперфузии), без применения наркоза или жесткой фиксации, и без риска быть укушенным. Показано, что трехкратная пятиминутная ишемия конечности в разработанном устройстве с пятнадцатиминутными реперфузионными перерывами в домашней клетке, не оказывает влияния на поведение крыс в «Открытом поле» и «Приподнятом крестообразном лабиринте» в дальнейшем, что позволяет проводить, в том числе, поведенческие исследования.