一种动物脑损伤试验用液压损伤装置的制作方法

文档序号:1216196阅读:291来源:国知局
专利名称:一种动物脑损伤试验用液压损伤装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种动物脑损伤试验用液压损伤装置。
背景技术
-创伤性脑损伤(Traumatic Brain Injury TBI) —直是广受关注 的问题。它是儿童和青年死亡和致残的主要原因之一,尤其在西方发 达的工业化国家。在美国每年大约200万个TBI病例,其中有50万需要 住院治疗,男性的发病率约是女性的2倍,15—24岁和大于75岁是两 个发病高峰。但无论发达或欠发达国家,交通事故都是创伤性脑损伤 患者的死亡和致残的主要原因,尤其是青年人群。随着经济的快速发 展,人口流动韵增加,在我国创伤性脑损伤的发病率越来越受到重视。脑损伤常表现为复杂性和多样性,同一暴力可引起不同类型的脑 损伤,而同一类型的脑损伤又有不同的形态改变和临床表现,有时肉 眼看起来似乎是轻微的损伤,如弥漫性脑轴索损伤,却会引起严重的 后果,甚至死亡。临床上对创伤性脑损伤的评价可以对患者的意识, 认知,行为,功能等进行评估,然而对其发病机制仍然理解的不够全 面。因此动物模型在评估和理解创伤性脑损伤的病理生理,行为及组 织学的改变,以便进一步掌握各种因素相互作用的情况等方面承担着 重要作用。理想的脑损伤动物模型一般应具有以下特点(l)再现性好,即 应再现所要研究的人类脑损伤的特征,与实际损伤机制类似;(2)重 复性强,即用同一方法相同的致伤量作用于同种动物的同一部位能复 制出相近程度的脑损伤;(3)可定量分级,即打击力度可自由控制, 用同一方法不同程度的致伤量作用动物脑同一部位产生不同程度的
脑损伤,致伤量大小与脑损伤程度成线性关系,以便进一步施加处理因素;(4)适应性广,即一种方法既能复制多种类型的脑损伤,又能 在多种实验动物上应用;(5)操作简单,即所用设备要求不高.操作 不繁琐.能快速大批制作。惯性加速度损伤模型按加速度方向不同分为直线加速损伤法和 旋转加速损伤法。其基本原理是利用加速产生的惯性对密闭颅腔内的 密度不同的脑组织造成损伤。具体方法是将麻醉好的动物固定于可控 制的运动装置中,作直线加速或呈一定弧度的旋转加速运动.造成脑 损伤。实验中可按加速度太小和持续时间长短对损伤进行分级。在实 际临床中旋转加速导致的弥散性损伤更多见,为了复制满意的旋转加 速损伤,需要考虑加速度的大小和动物脑组织的大小,只有足够大的 脑组织和脑回才能满足实验的要求。目前主要利用小型猪作为实验对 象。此法主要用于复制弥散性轴索损伤动物模型。对病理改变研究比 较充分,但对其运动和认知功能的评价缺少有效的测验,另外实验的 花费和设备的要求也限制了它的应用。撞击加速损伤模型利用外力施加的方式,将头颅直接遭受撞击 产生的加速伤。为了避免颅骨骨折,有学者改进了装置,给动物颅骨 增加了防护罩,减少了颅骨骨折,同时增大了剪切力致伤。通过调节 打击物的重量和高度,复制出不同的致伤模型。此模型能比较好的复 制出多个部位的弥散性脑损伤,伤后动物具有明确的短期内认知和运 动功能改变,但长期观察少见报道。另外,每次打击颅骨吸收的能量 影响实验的可重复性,而且动物颅骨的形态和发育的差异也不能完全 排除。自由落体闭和性致伤模型利用自由下落的物体打击动物的头颅 造成闭和性颅脑损伤模型。由于不需要颅骨钻孔或置放防护罩,复制 模型简单易行,可以大量复制。动物的头颅可以固定或不固定,但多 数实验还是固定的。轻度伤可以比较好的复制出脑震荡,但大鼠颅顶
较薄,复制重度伤时容易出现骨折,增加实验了动物数量和工作量。 另外重物下落压迫时间不一致,甚至有持续压迫,影响着实验的可重 复性。实验模型面对的挑战-动物的局限性首先在直观上实验动物的大脑形态,脑回的密度, 白质灰质的比例与人的大脑有着明显的不同。其次在微观上,动物的 生理,神经传导,感受器的分布,信号的转换等与人类有着精细的差 别。因此在动物实验中获取的数据在应用于临床时必须考虑这些差 异。再次,不同的动物品系对损伤的所致的行为和组织学改变明显不 同,而且受年龄和环境的影响。可选择的动物包括猴,猪,猫,狗, 兔到大鼠,小鼠。但从动物个体的大小,实验的费用,数据的标准性 能综合考虑,大鼠是目前应用最广泛的实验动物。致伤的分级临床上可以利用格拉斯哥评分对伤情作出比较正确 的分级,但目前还没有一个类似的合适的标准应用于大鼠模型伤情分 级。在实验中,研究人员主要参照动物的生物力学参数进行商情分级。 而不同的实验设备和人员以及不同的致伤部位对评判的结果必然产 生影响。另外由于人与动物的本质区别,受伤后的心理变化对认知和 行为的影响,还需要进一步的研究。存活的时间绝大多数的实验研究观察伤后时间范围在数小时或 数天。获得的数据已经应用于指导创伤性脑损伤的早期评价和治疗。 但有研究表明伤后细胞死亡可持续l年以后,大量的伤后短期的组织 学和行为学的数据可否用于解释长期的改变,以及创伤性脑损伤模型 致伤后远期的实验观察都是需要继续探讨的问题。其他目前许多具有潜在的神经保护功能药品在研究中,但很少 有显著的临床效果。而动物模型实验是药物临床应用的前提。当前迫 切需要更多的模型用于研究评估创伤性脑损伤的伤后行为,评价新药 物的治疗效果。另外大多数的创伤性脑损伤患者只是轻微伤或没有住
院治疗,却有部分人在伤后数周或数月出现症状。如何利用动物模型寻找早期对轻度创伤性脑损伤准确而敏感的检查方法也是需要亟待加强的任务。液压致伤模型是通过动物颅骨钻孔后,利用一定压力的液体直接冲击硬脑膜,造成动物的创伤性脑损伤模型。由美国Dixon博士最早 提出并建立的液压颅脑伤动物模型。通过改进的液压致伤模型,可以 适用多种动物制造创伤性脑损伤模型。目前国外类似设备价格高昂, 组件复杂,操作繁琐,很难在国内推广应用,为此本实用新型根据液 压损伤原理设计制造了一种液压损伤动物模型,该装置具有性能稳 定,可重复性强,组件简单,便于操作,方便大批复制模型,可以较 好的应用于实验研究。发明内容本实用新型目的在于,提供一种动物脑损伤试验用液压损伤装 置,该装置是由机架、悬梁、角度显示器、活塞行程显示器、摆锤、 摆锤释放器、摆缍拉钩、摆锤行程限位器、活塞固定架、活塞打击端、 活塞行程指示针、活塞液压端、液压管连接口、托盘卡槽组成,活塞 一端承接摆锤的打击,另一端接打击管和压力传感器。在致伤时,整 个管道系统充满生理盐水后密闭。摆锤打击活塞后产生的压力通过打 击管内的液体传导至颅腔,作用于脑组织。压力大小可由打击活塞的 力度调节,通过压力传感器在电脑上记录打击的能量和时程,直接准 确地读出致伤能量。本实用新型所述的动物脑损伤试验用液压损伤装置,该装置是由 机架、悬梁、角度显示器、活塞行程显示器、摆锤、摆锤释放器、摆 锤行程限位器、活塞固定架、活塞打击端、活塞行程指示针、活塞液 压端、液压管连接口组成。在机架(1)上分别固定悬梁(2)、摆锤 释放器(6)、摆锤行程限位器(7)和活塞固定架(8),在机架(1) 右端开有托盘卡槽(16)用来安放托盘承装实验用品;在悬梁(2)
的顶端通过轴固定摆锤(5),悬梁(2)的中下部固定有角度显示器 (3 )和活塞行程显示器(4);在摆锤释放器(6 ) —侧壁上开有槽(15), 将轴(14)的一端嵌入槽(15)内固定,摆锤拉钩(13)底部固定有 套环,通过套环将摆锤拉钩(13)固定在轴(14)上转动,摆锤行程 限位器(7)和活塞固定架(8)平行固定在机架(1)托盘卡槽(16) 的一侧,摆锤行程限位器(7)的顶端固定有螺栓,起着限制摆锤过 度摆动作用;活塞固定架(8)的顶端固定有活塞,活塞的一端与液 压管连接口 (12)连接,其另一端为活塞打击端(9)。在摆锤(5)的底部开有沟槽,与摆锤释放器(6)的摆锤拉钩(13) 啮合。固定在悬梁(2)上的角度显示器(3)和活塞行程显示器(4) 上标有显示刻度。在于在活塞体内部为活塞液压端(11)。 活塞打击端(9)内侧固定有活塞行程指示针(10)。 本实用新型所述的动物脑损伤试验用液压损伤装置,通过该装置 液压模型可以成功的复制出局灶性脑损伤和弥散漫性损伤。随着打击 力度的增加,造成的损伤的程度和挫伤的范围也增加,可以形成局部 的挫伤并伴有远隔部位细胞损伤和死亡,能够较好的模拟临床颅脑损 伤病理生理学改变。此外该装置通过更换打击管和调整动物颅骨孔 径,可以应用于不同动物,同时由于是在动物颅骨上事先钻孔,避免 了动物颅骨的差异对实验结果的影响。


参见附图图1为本实用新型正面结构示意图 图2为本实用新型左侧结构示意图 图3为本实用新型右侧结构示意图具体实施方式
以下结合附图进一步描述并给出实施例本实用新型所述的动物脑损伤试验用液压损伤装置,该装置是由 机架、悬梁、角度显示器、活塞行程显示器、摆锤、摆锤释放器、摆 锤行程限位器、活塞固定架、活塞打击端、活塞行程指示针、活塞液压端、液压管连接口组成,在机架(1)上分别固定悬梁(2)、摆锤 释放器(6)、-摆锤行程限位器(7)和活塞固定架(8),在机架(1) 右端开有托盘卡槽(16)用来安放托盘承装实验用品;在悬梁(2) 的顶端通过轴固定摆锤(5),使摆锤可以轴为圆心,摆锤连杆为半径 作弧线运动,在摆锤(5)的底部开有沟槽,与摆锤释放器(6)的摆 锤拉钩(13)啮合,当摆锤以一定高度下摆时,其摆角可通过角度显 示器读出;摆锤下降与活塞打击端发生撞击,将重力势能转化的动量 传递给液压活塞,并在活塞液压端(11)推动液体,产生具有一定压 强和动量的液体,通过连接管作用于动物的脑组织,模拟出动物损伤 模型;悬梁(2)的中下部固定有角度显示器(3)和活塞行程显示器 (4),并在角度显示器(3)和活塞行程显示器(4)上标有显示刻度, 角度显示器(3)上的刻度与摆锤连杆对应,可以显示摆锤运动的摆 角;活塞行程显示器(4)上的刻度显示活塞推进的行程距离;在摆 锤释放器(6) —侧壁上开有槽(15),将轴(14)的一端嵌入槽(15) 内固定,摆锤拉钩(13)底部固定有套环,通过套环将摆锤拉钩(13) 固定在轴(14)上转动,摆锤行程限位器(7)和活塞固定架(8)平 行固定在机架(1)托盘卡槽(16)的一侧,摆锤行程限位器(7)的 顶端固定有螺栓,起限制摆锤运动的作用,当摆锤(5)以一定高度 下降,首先以一定的速度撞击活塞打击端(9),并推动活塞运动;当 摆锤和活塞运动一段距离后摆锤(5)与摆锤行程限位器(7)垂直面 上的螺杆相遇,限制了摆锤的运动,摆锤对活塞的作用就此结束,调 节螺栓位置可以调节活塞在摆锤作用下运动的距离;活塞固定架(8) 的顶端通过螺杆固定活塞,活塞的一端与液压管连接口 (12)连接, 通过活塞和连接管内液体,将一定的压强作用传递至动物脑组织,产生损伤作用;活塞体内部为活塞液压端(11),受摆锤作用时挤压活 塞内部的液体,使液体具有一定压强;活塞另一端为活塞打击端(9), 承接摆锤的击打,并通过连杆推动活塞液压端(11)挤压活塞内的液 体;活塞打击端(9)内侧固定有活塞行程指示针(10),针指向活塞 行程显示器(4),可以通过读出针运动距离读出活塞运动的距离。在使用时,整个管道系统充满生理盐水后密闭。摆锤打击活塞后 产生的压力通过打击管内的液体传导至颅腔,作用于脑组织。压力大 小可由打击活塞的力度调节,通过压力传感器在电脑上记录打击的能 量和时程,直接准确地读出致伤能量。此外该装置通过更换打击管和 调整动物颅骨孔径,可以应用于不同动物,同时由于是在动物颅骨上 事先钻孔,避免了动物颅骨的差异对实验结果的影响。本实用新型通过利用30只SD大鼠建立液压损伤模型,大鼠被 随机分成3祖,每组10只,分别用0.1Matm、 0.2Matm、 0.3Matm压 强对实验动物进行打击制造动物模型,较好的复制出不同伤级的病情,记录如下1、 大体病理改变轻度损伤组可见冲击局部硬膜外出血,1只发生蛛网膜下腔出 血,切面无明显改变。中度损伤组硬膜外出血及蛛网膜下腔出血分布较为广泛,以冲 击侧大脑半球为重,并累及冲击对侧大脑半球、小脑、脑干及小脑延 髓池,切面可见冲击侧脑组织点状出血。重度损伤组硬膜外出血及蛛网膜外腔出血更加明显,脑底及脑 干改变尤甚,冲击侧脑组织点状出血及双侧脑室出血也较中度损伤组 明显及常见。2、 病理组织学改变轻度损伤组的蛛网膜下腔出血位于额、顶、枕叶。损伤后30分
钟,在大脑皮层顶叶和枕极可见灶状或散在分布的I型细胞。海马、 齿状回及小脑的蒲肯野氏细胞部分呈I型改变。大脑皮层、丘脑及脑干可见散在分布的II型细胞;损伤后60- 120分钟,除上述改变外,II型细胞数量增多,顶叶、丘脑和脑干等处组织疏松水肿。 中度损伤组的蛛网膜下腔出血位于额、顶、枕叶及脑底部。损伤后30分钟,可见脑组织点状出血。大脑皮层顶枕极可见小挫伤灶。I、n型细胞的分布范围同轻度损伤组,但在海马、齿状回的i型细胞增多,脑底部可见灶状分布的I型细胞,脑干可见散在的I型细胞;损 伤后60- 120分钟,顶叶、丘脑、脑干等部位组织明显水肿。重度损伤组的蛛网膜下腔出血位于额、顶、枕叶及脑底部。损伤后30分钟,侧脑室出血明显,部分可见侧脑室壁破裂出血。顶叶皮层、枕极、小脑和脑干可见挫裂伤灶,脑组织水肿。海马、齿状回、丘脑、侧脑室壁、挫伤灶周围可见较多的I、 II型细胞;60- 120分钟, 脑组织明显水肿,脑干神经纤维增粗,波浪状改变较中度损伤组明显, 其余改变同30分钟组。
权利要求1、一种动物脑损伤试验用液压损伤装置,其特征在于该装置是由机架、悬梁、角度显示器、活塞行程显示器、摆锤、摆锤释放器、摆锤行程限位器、活塞固定架、活塞打击端、活塞行程指示针、活塞液压端、液压管连接口组成,在机架(1)上分别固定悬梁(2)、摆锤释放器(6)、摆锤行程限位器(7)和活塞固定架(8),机架(1)右端开有托盘卡槽(16);悬梁(2)的顶端通过轴固定摆锤(5),悬梁(2)的中下部固定有角度显示器(3)和活塞行程显示器(4);在摆锤释放器(6)一侧壁上开有槽(15),将轴(14)的一端嵌入槽(15)内固定,摆锤拉钩(13)底部固定有套环,通过套环将摆锤拉钩(13)固定在轴(14)上转动;摆锤行程限位器(7)和活塞固定架(8)平行固定在机架(1)托盘卡槽(16)的一侧;摆锤行程限位器(7)的顶端固定有螺栓;活塞固定架(8)的顶端固定有活塞,活塞的一端与液压管连接口(12)连接,其另一端为活塞打击端(9)。
2、 根据权利要求1所述的液压损伤装置,其特征在于在摆锤(5) 的底部开有沟槽,与摆锤释放器(6)上的摆锤拉钩(13)啮合。
3、 根据权利要求1所述的液压损伤装置,其特征在于固定在悬 梁(2)上的角度显示器(3)和活塞行程显示器(4)上标有显示刻 度。
4、 根据权利要求1所述的液压损伤装置,其特征在于在活塞体 内部为活塞液压端(11)。
5、 根据权利要求1所述的液压损伤装置,其特征在于活塞打击 端(9)内侧固定有活塞行程指示针(10)。
专利摘要本实用新型涉及一种动物脑损伤试验用液压损伤装置,该装置是由机架、悬梁、角度显示器、活塞行程显示器、摆锤、摆锤释放器、摆锤拉钩、摆锤行程限位器、活塞固定架、活塞打击端、活塞行程指示针、活塞液压端、液压管连接口、托盘卡槽组成,活塞一端承接摆锤的打击,另一端接打击管和压力传感器。在致伤时,整个管道系统充满生理盐水后密闭。摆锤打击活塞后产生的压力通过打击管内的液体传导至颅腔,作用于脑组织。压力大小可由打击活塞的力度调节,通过压力传感器在电脑上记录打击的能量和时程,直接准确地读出致伤能量。
文档编号A61B19/00GK201052185SQ20072014233
公开日2008年4月30日 申请日期2007年3月28日 优先权日2007年3月28日
发明者王继超 申请人:王继超
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1