一种弹簧式生物打击装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种弹簧式生物打击装置，包括：基座、固定器、指示面板和打击部件，其中，所述基座通过螺丝与所述打击部件相连接；所述指示面板由垂直面板和滑动面板组成，所述滑动面板上附加量角器，所述滑动面板在所述垂直面板上做横向移动；所述打击部件包括打击棍、弹簧和打击导轨，所述打击棍沿着所述打击导轨运动。本发明还提供了一种弹簧式生物打击方法。本发明所述弹簧式生物打击装置可使用角度将不同打击力度进行标示，通过更换不同的弹簧和打击棍，可实现对中小动物的打击，很容易地制造出损伤分级打击动物模型，适合于生物力学、成伤机制、病理学研究。
【专利说明】_种弹黃式生物打击装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种弹簧式生物打击装置及方法。
【背景技术】
[0002]外伤性颜脑损伤(traumatic brain injury，TBI)是神经外科临床上常见的急症，也是当今威胁人类生命的主要疾患之一，尤其是重型颅脑伤患者死亡率很高，在30% -50%左右，在临床研宄中，为了阐明TBI的发生机理及损伤后继发病理生理变化，提高早期诊断率，采取合理有效的治疗措施与康复手段以降低TBI死亡率，建立一个与临床TBI机制相类似的实验动物模型具有十分重要的意义。自40年代以来，人们应用多种方法复制了闭台性TBI动物模型，按其致伤方式和机制的不同，大致可分为落体撞击法、液压冲击法、加速负荷致伤法、控制性皮层挫伤等，然而落体撞击装置存在致伤范围难以控制，损伤不容易精细量化，不适合用于生物力学分析的缺点；液压和加速负荷装置也有仪器复杂，成本高、操作烦琐，不容易推广等问题。
【发明内容】
[0003]为此，本发明提出了一种可以解决上述问题的至少一部分的新弹簧式生物打击装置及方法。
[0004]根据本发明的一个方面，提供了一种弹簧式生物打击装置，包括:基座、固定器、指示面板和打击部件，其中，所述基座通过螺丝与所述打击部件相连接；所述固定器与所述基座固定连接；所述指示面板由垂直面板和滑动面板组成，所述滑动面板上附加量角器，所述滑动面板在所述垂直面板上做横向移动；所述打击部件包括打击棍、弹簧和打击导轨，所述弹簧的一端通过塑料套的螺丝与所述基座连接，所述打击棍与所述弹簧的另一端连接，所述打击棍沿着所述打击导轨运动。
[0005]可选地，根据本发明的弹簧式生物打击装置，所述固定器由钢棒弯曲后，插入所述基座上钻的孔中，以螺帽固定构成。
[0006]可选地，根据本发明的弹簧式生物打击装置，所述打击导轨是由两个弯曲成半圆形的钢棒构成，所述钢棒的端点固定于所述基座。
[0007]可选地，根据本发明的弹簧式生物打击装置，所述固定器包括头颈固定器和四肢固定器。
[0008]可选地，根据本发明的弹簧式生物打击装置，所述基座四角设置有支脚。
[0009]可选地，根据本发明的弹簧式生物打击装置，所述支脚由带橡胶套的螺丝构成。
[0010]可选地，根据本发明的弹簧式生物打击装置，所述打击棍的材料为钢、铁或铝。
[0011]根据本发明的另一个方面，提供了一种弹簧式生物打击方法，包括下述步骤:S100，把实验对象通过头颈固定器和四肢固定器固定在基座；
[0012]S200，沿着打击导轨拉动所述打击棍；
[0013]S300,自然释放打击棍，打击棍在弹簧的拉力及重力作用下迅速倒下致伤实验对象。
[0014]可选地，根据本发明的弹簧式生物打击方法，在所述步骤S200中，记录出所述打击棍转动的角度和所述弹簧的长度，相对应所述打击棍不同的打击力度。
[0015]本发明所述弹簧式生物打击装置可使用角度将不同打击力度进行标示，通过更换不同的弹簧和打击棍，可实现对中小动物的打击，快速方便地制作该类动物致伤模型，很容易地制造出损伤分级打击动物模型，适合于生物力学、成伤机制、病理学研宄。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指这些部件时，将省略其最后的字母标记。在附图中:
[0017]图1为本发明所述弹簧式生物打击装置的结构示意图；
[0018]图2为本发明所述弹簧式生物打击方法的流程图。
[0019]其中，附图中各标记的含义为:
[0020]基座1、指示面板2、垂直面板2-1、滑动面板2-2、打击导轨3、打击棍4、弹簧5、头颈固定器6-1、四肢固定器6-2、支脚7和量角器8。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
[0022]图1示出了本发明所述弹簧式生物打击装置的结构示意图。如图1所示，所述弹簧式生物打击装置包括基座1、固定器、指示面板2和打击部件，其中，所述基座I起到固定的作用，所述基座I通过螺丝与所述打击部件相连接，所述打击部件用于打击实验对象；所述固定器和所述基座I固定连接，固定连接的方式有多种，如铆接、焊接，在本发明中所述固定器由钢棒弯曲后，插入所述基座I上钻的孔中，以螺帽固定构成，所述固定器用于固定实验对象；所述指示面板2由垂直面板2-1和滑动面板2-2组成，所述滑动面板2-2上附加量角器8，所述滑动面板2-2在所述垂直面板2-1上做横向移动，所述量角器8用于读取打击棍4转动的度数；所述打击部件包括打击棍4、弹簧5和打击导轨3，所述弹簧5的一端通过塑料套的螺丝与所述基座I连接，所述所述打击棍4与所述弹簧5的另一端连接，所述打击棍4沿着所述打击导轨3运动。
[0023]当使用所述弹簧式生物打击装置时，把实验对象通过所述固定器固定在所述基座I上，然后移动所述滑动面板2-2上的量角器8与所述打击导轨3的弧度相对应以方便读取度数，拉动所述打击棍4，所述打击棍4与所述弹簧5相连接，所述打击棍4围绕所述弹簧5的端点在所述打击导轨3上运动，通过所述量角器8读出所述打击棍4转动的角度，然后自然释放所述打击棍4，所述打击棍4在所述弹簧5的拉力及所述打击棍4的重力作用下迅速倒下致伤实验对象，然后对致伤的实验对象进行研宄。
[0024]本发明所述弹簧式生物打击装置中，所述打击导轨3是由两个弯曲成半圆形的钢棒构成，所述钢棒的端点固定于所述基座I。如图1所示，所述打击导轨3固定连接在所述基座I上，固定连接的方式有多种，可以为焊接，也可以铆接，也可以通过螺母固定，在本发明中固定连接的方式为通过螺母固定。所述打击导轨3的材料可以为铁、铝或钢，优选的材料为钢。
[0025]本发明所述弹簧式生物打击装置中，所述固定器包括头颈固定器6-1和四肢固定器6-2。如图1所示，所述固定器包括头颈固定器6-1和四肢固定器6-2，所述头颈固定器6-1和所述四肢固定器6-2固定在所述基座I上，所述头颈固定器6-1用于固定实验对象的头颈，所述四肢固定器6-2用于固定实验对象的四肢。
[0026]本发明所述弹簧式生物打击装置中，所述基座I四角设置有支脚7，所述支脚7由带橡胶套的螺丝构成。如图1所示，所述基座I四角上设置有支脚7，所述支脚7由带橡胶套的螺丝构成，所述支脚7用于支撑固定所述基座I。
[0027]本发明所述弹簧式生物打击装置中，所述打击棍4的材料为钢、铁或铝。铝为银白色的轻金属，具有很好的延展性，在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铁是有光泽的银白色金属，硬而有延展性，熔点为1535°C，沸点2750°C，有很强的铁磁性，并有良好的可塑性和导热性。钢是以铁为主要元素，碳含量一般在2.0 %以下并含有其他元素的金属材料，钢较之最初的生铁有更好的物理、化学、机械性能。所述打击棍4优选的材料为钢。
[0028]本发明还提供了一种弹簧式生物打击方法，如图2所示，包括下述步骤:
[0029]S100，把实验对象通过头颈固定器6-1和四肢固定器6-2固定在基座I ;
[0030]S200，沿着打击导轨3拉动打击棍4 ；
[0031]S300，自然释放打击棍4，打击棍4在弹簧5的拉力及重力作用下迅速倒下致伤实验对象。
[0032]本发明所述弹簧式生物打击方法中，在所述步骤S200中，记录出所述打击棍4转动的角度和所述弹簧5的长度，相对应所述打击棍4不同的打击力度。通过所述打击棍4转动的角度和所述弹簧5的长度可以造成实验对象不同程度的创伤，可以达到实验设计要求。
[0033]下面通过成年SD大鼠为实验对象进行弹簧式生物打击方法的效果研宄:
[0034]动物及分组:成年SD大鼠共70只，雌雄各半，平均体重300克，按照弹簧式生物打击装置的所述弹簧5不同长度和所述打击棍4转动角度共分为7个亚组。A组，2cm，180° ;B 组，2cm, 120。；C 组，2cm，90° ;D 组，3cm，180。；E 组，3cm，120。；F 组，3cm，90° 及对照组，每组10只动物。
[0035]致伤:把吸入乙醚麻醉后的成年SD大鼠俯卧位于所述基座I上，头颈部固定于所述头颈固定器6-1中，四肢固定于所述四肢固定器6-2中，下面垫一厚泡沫垫。所述打击棍4沿所述弹簧5固定点拉至预先设定角度，自然释放，所述打击棍4在所述弹簧5拉力作用下迅速沿所述打击导轨3倒下致伤成年SD大鼠。打击部位为大鼠双眼与双耳连线的中线，动物致伤后，迅速从弹簧式生物打击装置上解除，以免二次击伤，不施加复苏手段，观察动物损伤后反应，正常对照组麻醉后不做任何处理。
[0036]早期神经反射检查:成年SD大鼠致伤后，立即从弹簧式生物打击装置上解除，不施加复苏手段，观察成年SD大鼠损伤后表现，致伤后至成年SD大鼠清醒期间，观察角膜反射，肢回缩，疼痛刺激后肢屈曲反射抑制时间，自发局部运动，翻正反应(当背部放在笼的底部时能滚动，但不能站立)出现时间，以翻正反应出现，自行爬动作为昏迷结束的判定指标，记录昏迷时间。
[0037]死亡率计算:成年SD大鼠恢复自主活动后，回笼饲养，损伤后24h记录死亡数，计算死亡率。
[0038]样本处理:所有死亡成年SD大鼠立刻开胸，40g/L多聚甲醛经心灌注固定1mi η后，断头取脑，置于40g/L多聚甲醛后固定24h(4°C)，常规脱水，石蜡包埋。于打击部位行冠状面连续切片，厚度约lOum，HE染色。未死亡成年SD大鼠24h后按上述方法处理。
[0039]结果:(I)损伤后早期神经反射:对照组大多在15秒内恢复活动，F组平均昏迷25秒，C组稍微延长大约昏迷5分钟，E组平均昏迷30分钟，B组平均昏迷4小时，D组平均昏迷8小时。(2)颅脑损伤死亡率:24小时后，A组全都死亡，B组50%死亡，C组10%死亡，D组80%死亡，E组20%死亡，F组无死亡。A组、D组死亡大多发生在损伤后10分钟内，死亡原因为呼吸抑制。
[0040]脑HE染色组织病理结果:A组、D组可见颅骨骨折，弥漫性蛛网膜下腔出血，其余各组未见颅骨骨折，弥漫性蛛网膜下腔出血。镜下，A组、D组可见大面积皮层挫伤，范围较广泛，F组镜下未见明显改变。其余各组可见局限性蛛网膜下腔出血、部分大鼠陆干及脑实质内小挫伤灶。皮层、海马，丘脑，脑干均可见轻重不一的神经元损伤的表现，并可见弥漫性的脑水肿。
[0041]结论:初步的实验表明，利用该装置对大鼠进行实验，可造成动物头部的不同程度的创伤，完全可以达到实验设计要求，具有良好的可操作性和可重复性，是一种新型的致伤研宄装置。本装置除可用于脑的损伤研宄外，还可用于其它部位或器官的局部损伤研宄，可见研制的弹簧式小型打击装置是较理想的致伤装置，可望具有较大的应用前景。本装置可使用角度将不同打击力度进行标示；通过更换不同长度、硬度的弹簧，以及不同粗细的钢棍，可实现对中小动物(如大老\小老鼠、家兔、猫、)等的打击，快速方便地制作该类动物致伤模型，该造模方法已经被多篇论文引用，证明能够成功制作出类似模型，造模成本经济。通过本装置可以很容易地制造出损伤分级打击动物模型，适合于生物力学研宄，成伤机制研宄，病理学研宄。
[0042]本发明所述弹簧式生物打击装置可使用角度将不同打击力度进行标示，通过更换不同的弹簧和打击棍，可实现对中小动物的打击，快速方便地制作该类动物致伤模型，很容易地制造出损伤分级打击动物模型，适合于生物力学、成伤机制、病理学研宄。
[0043]应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
【权利要求】
1.一种弹簧式生物打击装置，其特征在于包括:基座(I)、固定器、指示面板(2)和打击部件，其中， 所述基座(I)通过螺丝与所述打击部件相连接； 所述固定器与所述基座(I)固定连接； 所述指示面板(2)由垂直面板(2-1)和滑动面板(2-2)组成，所述滑动面板(2-2)上附加量角器(8)，所述滑动面板(2-2)在所述垂直面板(2-1)上做横向移动； 所述打击部件包括打击棍(4)、弹簧(5)和打击导轨(3)，所述弹簧(5)的一端通过塑料套的螺丝与所述基座(I)连接，所述打击棍(4)与所述弹簧(5)的另一端连接，所述打击棍(4)沿着所述打击导轨(3)运动。
2.根据权利要求1所述的弹簧式生物打击装置，其特征在于:所述固定器由钢棒弯曲后，插入所述基座(I)上钻的孔中，以螺帽固定构成。
3.根据权利要求1所述的弹簧式生物打击装置，其特征在于:所述打击导轨(3)是由两个弯曲成半圆形的钢棒构成，所述钢棒的端点固定于所述基座(I)。
4.根据权利要求1所述的弹簧式生物打击装置，其特征在于:所述固定器包括头颈固定器(6-1)和四肢固定器(6-2) ο
5.根据权利要求1所述的弹簧式生物打击装置，其特征在于:所述基座(I)四角设置有支脚⑵。
6.根据权利要求5所述的弹簧式生物打击装置，其特征在于:所述支脚(7)由带橡胶套的螺丝构成。
7.根据权利要求1所述的弹簧式生物打击装置，其特征在于:所述打击棍(4)的材料为钢、铁或铝。
8.—种弹簧式生物打击方法，包括下述步骤: S100，把实验对象通过头颈固定器(6-1)和四肢固定器(6-2)固定在基座(I); S200，沿着打击导轨(3)拉动打击棍(4)； S300，自然释放打击棍(4)，打击棍(4)在弹簧(5)的拉力及重力作用下迅速倒下致伤实验对象。
9.根据权利要求8所述的弹簧式生物打击装置，其特征在于:在所述步骤S200中，记录出所述打击棍(4)转动的角度和所述弹簧(5)的长度，相对应所述打击棍(4)不同的打击力度。
【文档编号】A61D1/00GK104490486SQ201410789315
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】吴敬杰 申请人:吴敬杰