一种吸入麻醉暴露及监测装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种吸入麻醉暴露及监测装置，由氧气或空氧混合气体罐、吸入麻醉药挥发罐、载气管、进气孔、吸入麻醉药暴露箱、出气孔、回路内使用麻醉气体吸附器、多参数麻醉气体监护仪、动物体温维持仪、线路、线路出入孔、解剖显微镜、恒温加热板、小鼠固定孔、有创动脉血压监测仪、保温毯、操作台组成。通过载气管连接氧气或空氧混合气体罐、吸入麻醉药挥发罐、麻醉药暴露箱、麻醉气体吸附器和多参数麻醉气体监护仪，动物体温维持仪连接保温毯。可同时行多只大鼠/小鼠的的实验，保温充分灵敏，实时监测自主加温，随时观察麻醉状态下的呼吸情况。本发明设计合理，操作简单方便，可控性强，既有麻醉浓度监测，又有麻醉药物吸收装置，安全环保。
【专利说明】一种吸入麻醉暴露及监测装置
【技术领域】
[0001]本发明属于动物实验装置，涉及一种吸入麻醉暴露及监测装置，适用于大鼠/小鼠在吸入麻醉暴露过程中进行的体温监测、动脉血气及有创动脉血压监测。
【背景技术】
[0002]在研究吸入麻醉药物长时间(> 0.5h)暴露对大鼠/小鼠影响的实验中，一定会涉及到暴露装置的问题，在通常的吸入麻醉药暴露实验当中，在条件允许的情况下会保持动物的自主呼吸而避免对动物进行气管插管或气管切开进行机械通气。选择保持动物自主呼吸而不进行气管插管的原因主要有如下几点①进行气管插管或气管切开操作，增加实验操作步骤，延长实验时间②进行气管插管或气管切开，由于实验操作失血，气道分泌物，导管扭曲，导管位置不准确等原因会导致实验动物的死亡率增加。③进行气管插管或气管切开，增加对动物的气道损失，引起手术刺激的应激反应，及手术过程的失血等因素，增加实验过程的不可控因素，容易影响实验结果。但选择保持动物自主呼吸的方式就需要特殊的麻醉暴露装置，该装置必须要满足的条件是在保持动物自主呼吸的状态下，对实验动物进行体温控制，实验要求麻醉状态下的大鼠/小鼠体温必需保持在37±0.5°C，因为体温过高或者过低都会影响到小鼠的各项生理状态的稳定，影响实验结果，并且会增加实验动物的死亡率。而且，在有些实验(如吸入麻醉药对大鼠/小鼠神经毒性的影响实验)中，为了排除低氧、高二氧化碳以及低血压、高血压等因素对实验结果的影响需要对麻醉暴露过程中的大鼠/小鼠进行动脉血气分析以及有创动脉血压监测以维持酸碱、电解质、氧合和循环的稳定，这就对麻醉暴露装置提出了更高的要求，要求该装置能够在保证大鼠/小鼠正常进行麻醉暴露并且 保持体温的情况下，进行麻醉药浓度监测，动脉血的取样监测动脉血气，以及有创动脉血压监测。我们实验室2014年I月份发表在PLoS One杂志上的文献 Physiological disturbance may contribute to neurodegeneration induced byisoflurane or sevoflurane in 14 day old rats.中明确指出，生理性因素异常如低温、低氧、高二氧化碳、异常血压等会对实验动物产生神经发育毒性。
[0003]目前通常所使用的吸入麻醉药暴露装置如图3，其保温措施是将麻醉暴露箱放置于37°C恒温水浴中，这样确实解决了保温问题，但对于麻醉暴露箱的密闭性提出了更高要求，必需完全的不能漏气漏水，尤其在载气管道出入箱子的接口处必需经过特殊处理才可以保证。最主要的问题是，在这种情况下，不能对动物在麻醉暴露过程当中进行动脉血的抽取以及有创动脉血压的监测，必需将动物拿到暴露箱外或者将暴露箱拿出水浴才可以进行，而这样就不能保证吸入麻醉药浓度或者失去的温度的保障，在这种情况下所测出来的血气或者动脉血压不能真正反映动物麻醉暴露过程中的血气及血压。针对这些问题，我们发明了本实验装置体系。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服目前常用吸入暴露装置的不足，解决目前装置未能解决的问题，提供一种吸入麻醉暴露及监测装置，该装置由氧气或空氧混合气体罐、吸入麻醉药挥发罐、载气管、进气孔、吸入麻醉药暴露箱、出气孔、回路内使用麻醉气体吸附器、多参数麻醉气体监护仪、动物体温维持仪、线路、线路出入孔、解剖显微镜、恒温加热板、小鼠固定孔、有创动脉血压监测仪、保温毯、操作台组成，进气孔开在吸入麻醉药暴露箱右侧中间、出气孔开在吸入麻醉药暴露箱左侧上方、线路出入孔开在吸入麻醉药暴露箱左侧下方，小鼠固定孔开在吸入麻醉药暴露箱正面下方，密闭的吸入麻醉药暴露箱放置在操作台上，氧气或空氧混合气体罐经载气管连接吸入麻醉药挥发罐，再经进气孔连接吸入麻醉药暴露箱，回路内使用麻醉气体吸附器和多参数麻醉气体监护仪经出气孔连接吸入麻醉药暴露箱，动物体温维持仪通过电源线经出入孔与保温毯相连，保温毯置于麻醉药暴露箱底部，通过动物体温维持仪控制保温毯温度，恒温加热板位于小鼠固定孔下方，解剖显微镜放置在操作台上，靠近恒温加热板和小鼠固定孔，有创动脉血压监测仪放置在操作台上，当需要使用有创动脉血压监测时通过动脉测压管与实验动物(大鼠/小鼠)的动脉相连。
[0005]吸入麻醉药暴露箱是完全密闭的，材料为有机玻璃材质，边缘的密封性更好，由于不需要放在水浴箱内，不存在漏水问题，箱子是透明的，能方便地观察箱内动物的活动以及试验动物大鼠/小鼠麻醉过程中的呼吸状态，形状为长方体，其大小根据保温毯的大小设计，刚好可以将保温毯置于暴露箱底部，在箱子的左侧下方开有线路出入孔，可供电源线通过，电源线路和有机玻璃的间隙由粘合剂封闭，确保不会漏气。保温毯中的电源线与动物体温维持仪相连，并有体温探头可放入大鼠/小鼠直肠监测大鼠/小鼠体温，保温毯的温度可以根据大鼠/小鼠体温进行调节以使大鼠/小鼠体温达到所设定的温度37摄氏度，这样可以准确的控制大鼠/小鼠体温。这是本发明的创新点之一。在动物吸入麻醉药暴露时可将动物身体置于保温毯内，只将动物的头伸出保温毯外，这样既可以保障动物体温又可以完成吸入麻醉暴露，同时可以通过动物胸部的起伏状态观察动物的呼吸状态。另外，在保温毯上平铺钠石灰，这样可以更好的吸收动物所呼出的二氧化碳和水蒸汽。进气孔开在吸入麻醉药暴露箱的右侧中间位置为载气管道的连接处，氧气或者空氧混合气体以及麻醉气体由此孔进入箱内，孔的位 置在中间方便气体的均匀扩散。在箱子的左侧上方为出气孔，出气管道外连接有废气吸收装置回路内使用麻醉气体吸附器，避免废气排入空气中造成污染；同时在出气管的近箱端接有多参数麻醉气体监护仪，可以据此调整进入麻醉气体浓度及载气体的流量，确保麻醉暴露过程中箱内麻醉气体浓度的稳定。
[0006]本装置在吸入麻醉药暴露箱的前面下方开有直径为2cm的大鼠/小鼠固定孔，此孔在动物正常麻醉暴露时是关闭的，而在需要对实验动物大鼠/小鼠进行动脉血气分析以及有创动脉血压监测时开放，此孔刚好允许动物的头部进入，而身体在箱子外，这样可以在麻醉暴露时进行实时血气分析以及动脉血压监测。在进行麻醉暴露时的动脉血气实时分析时选择对实验动物大鼠/小鼠进行动脉穿刺抽血而不是心脏穿刺进行动脉血气取样，是因为小鼠心脏非常小若进行盲穿难度较大，穿刺的位置不易确定，成功率低，常误穿入右心室抽出静脉血。若开胸直视下穿刺左心室则易造成气胸影响血气分析结果，因此选择抽取动脉血操作更方便简单，使用本发明装置后更容易完成。同时为了在做这些操作时也能保证动物的体温不变，选择将动物置于恒温加热板上进行操作，如果有些操作需要在解剖显微镜下进行，也可同时将加热板置于显微镜下，操作非常简单方便。
[0007]本装置设计简单，操作方便，可允许多只大鼠/小鼠同时进行麻醉药物暴露，保温充分灵敏，数字化显示对体温进行实时监测自主加温，对暴露箱没有特殊要求。箱体本身为有机玻璃材料，外表透明，方便实验者观察动物活动以及麻醉状态下的呼吸情况。箱子下方的小孔设计满足了对动物在麻醉状态下进行操作的要求，操作时的加热板保证了动物体温，操作简单，可以允许没有任何经验的实验者进行操作。整个装置设计合理，操作简单方便，可控性强，保证实验过程顺畅，既有麻醉浓度监测，又有麻醉药物吸收装置，安全环保，实用性和通用性强。
[0008]【专利附图】
【附图说明】
图1是本发明吸入麻醉暴露及监测装置的结构示意图。
[0009]图2是本发明吸入麻醉暴露及监测装置实施例的结构示意图。
[0010]图3是传统的吸入麻醉药暴露装置的结构图。
【具体实施方式】
[0011]本发明结合附图和实施例，做进一步的说明。
[0012]实施例1 一种吸入麻醉暴露及监测装置
参见图1、图2，该装置由氧气或空氧混合气体罐1、吸入麻醉药挥发罐2、载气管3、进气孔4、吸入麻醉药暴露箱5、出气孔6、回路内使用麻醉气体吸附器7、多参数麻醉气体监护仪
8、动物体温维持仪9、连接保温毯与动物体温维持仪的线路10、线路出入孔11、解剖显微镜12、恒温加热板13、小鼠固定孔14、有创动脉血压监测仪15、保温毯17、操作台19组成，进气孔4开在吸入麻醉药暴露箱5右侧中间、出气孔6开在吸入麻醉药暴露箱5左侧上方、线路出入孔11开在吸入麻醉药暴露箱5左侧下方，小鼠固定孔14开在吸入麻醉药暴露箱5正面下方，密闭的吸入麻醉药暴露箱5放置在操作台19上，氧气或空氧混合气体罐I经载气管3连接吸入麻醉药挥发罐2，再经进气孔4连接入麻醉药暴露箱5，回路内使用麻醉气体吸附器7和多参数麻醉气体监护仪8经出气孔6连接吸入麻醉药暴露箱5，废气由出气孔6进入回路内使用麻醉气体吸附器7被吸收，多参数麻醉气体监护仪8监测废气中吸入麻醉药物浓度，动物体温维持仪9通过线路10经出入孔11与保温毯17相连，保温毯17置于吸入麻醉药暴露箱5底部，通过动物体温维持仪9控制保温毯17温度，恒温加热板13位于小鼠固定孔14下方，解剖显微镜12放置在操作台19上，靠近恒温加热板13和小鼠固定孔14，因小鼠动脉较细可在解剖显微镜12下进行操作，有创动脉血压监测仪15放置在操作台19上，当需要使用有创动脉血压监测时通过动脉测压管与实验动物(大鼠/小鼠)的动脉相连。
[0013]大鼠/小鼠16吸入麻醉暴露时置于吸入麻醉药暴露箱5中的保温毯17内保持体温恒定，保温毯外铺有钠石灰18用于吸收废气中的CO2,若进行大鼠/小鼠动脉血气以及有创动脉血压监测，则将大鼠/小鼠迅速拿出吸入麻醉药暴露箱5并将大鼠/小鼠的头经小鼠固定孔14放入吸入麻醉药暴露箱5内，同时将小鼠身体放在恒温加热板13上进行手术操作，因小鼠动脉较细可在解剖显微镜12下进行操作，动脉穿刺成功后将有创动脉血压监测仪15中的动脉测压管置入小鼠动脉，进行动脉血压监测。该装置操作简便，易于掌握和操作。
[0014]该吸入麻醉药暴露箱5是完全密闭的，制作材料为有机玻璃材质，边缘的密封性更好，由于不需要放在水浴箱内，不存在漏水问题。箱子是透明的，能方便地观察箱内动物的活动以及麻醉过程中的呼吸状态。吸入麻醉药暴露箱5为长方体，其大小根据保温毯17的大小设计，刚好可以将保温毯17置于暴露箱底部，在箱子的左侧下方开有电源线路出入孔11，可容纳电源线路10通过，电源线路10和有机玻璃的间隙由粘合剂封闭，确保不会漏气。动物体温维持仪9通过线路10经出入孔11与保温毯17相连，并有温度探头可放入大鼠/小鼠直肠监测小鼠体温，保温毯的温度可以根据大鼠/小鼠体温进行调节以使大鼠/小鼠体温达到所设定的温度37摄氏度，这样可以准确的控制大鼠/小鼠体温。
[0015]本装置在吸入麻醉药暴露箱5的正面下方开有直径为2cm的大鼠/小鼠固定孔14，此孔在动物正常麻醉暴露时是关闭的，而在需要对实验动物大鼠/小鼠进行动脉血气分析以及有创动脉血压监测时开放，此孔刚好允许动物的头部进入，而身体在箱子外，这样可以在麻醉暴露时进行实时血气分析以及动脉血压监测。在进行麻醉暴露时的动脉血气实时分析时选择对实验动物大鼠/小鼠进行动脉穿刺抽血而不是心脏穿刺进行动脉血气取样，是因为小鼠心脏非常小若进行盲穿难度较大，穿刺的位置不易确定，成功率低，常误穿入右心室抽出静脉血。若开胸直视下穿刺左心室则易造成气胸影响血气分析结果，因此选择抽取动脉血操作更方便简单，使用本发明装置后更容易完成。同时为了在做这些操作时也能保证动物的体温不变，选择将动物置于恒温加热板13上进行操作，如果有些操作需要在解剖显微镜12下进行，也可同时将加热板13置于显微镜下，操作非常简单方便。
[0016]在动物麻醉暴露时可将动物身体置于保温毯内，只将动物的头伸出保温毯外，这样既可以保障动物体温又可以完成麻醉暴露，同时可以通过动物胸部的起伏状态观察动物的呼吸状态。另外，在保温毯17的两侧有钠石灰18平铺于盘内，这样可以更好的吸收动物所呼出的二氧化碳和水蒸汽。在吸入麻醉药暴露箱5的右侧中间开有进气孔4，有氧气或者空氧混合气体以及麻醉气体通过载气管3由此孔进入箱内，进气孔4的位置在中间方便气体的均匀扩散。在箱子的左侧上方为出气孔6，连接麻醉气体吸附器7，形成废气吸收装置回路，避免废气排入空气中造成污染；同时在出气孔6的近箱端接有多参数麻醉气体监护仪8，可以据此调整进入麻醉气体浓度及载气体的流量，确保麻醉暴露过程中箱内麻醉气体浓度的稳定。
[0017]与传统大鼠/小鼠吸入麻醉暴露装置相比，本发明将传统的水浴箱保温方法改变成了自动控温保温的保温毯，通过与动物体温维持仪相连，可以更好通过肛温监测的维持动物在吸入麻醉过程中的体温恒定，操作方便易行。另外本发明创新性的在吸入麻醉暴露箱子下方开设小孔，用于通过大鼠/小鼠的头或尾部，方便在动物吸入麻醉暴露过程中的各项操作，解决了动物在吸入麻醉暴露下难以进行各种实验处理的问题。同时，我们提供了对大鼠/小鼠在吸入麻醉下进行体温、动脉血气、有创动脉血压监测的一套完整的操作装置系统，除传统装置外我们还增加了动物解剖显微镜、动物恒温加热板、有创动脉血压监测仪等装置，这些装置解决了在实验过程中可能遇到的一些难题问题，如小鼠动脉太细进行动脉穿刺成功率低技术性高的问题，动物在接受实验操作处理时的保温问题等，降低了实验操作难度，可以使初学者都能够完成实验操作。
[0018]实施例2应用本发 明装置进行成年小鼠自主呼吸保持体温恒定的麻醉暴露实验 实验前准备:参照图2，是一种保持成年小鼠自主呼吸保持体温恒定的吸入麻醉暴露
装置，动物麻醉药暴露前提前将动物体温维持仪9开启，设置恒定温度为37°C，因为实验小鼠在麻醉状态下需要保持体温恒定在37 ± 0.5°C。实验开始前检查装置密闭性，确定装置密闭性良好。动脉体温维持仪9购于安徽省淮北正华生物仪器设备有限公司型号SS20-2。
[0019]麻醉诱导:将3只C57BL/6J小鼠16体重在25g_33g之间出生2_3月，放入麻醉暴露箱5内开始麻醉诱导，打开氧气罐1，调节流量为2L/min，打开吸入麻醉药异氟醚挥发罐2，调节浓度为2.5%，同时开启多参数麻醉气体监护仪8对排出气体麻醉药浓度进行实时监测，待实验小鼠反正反射消失时，麻醉诱导完成。多参数麻醉气体监护仪8为Drager型号Vamous ο
[0020]麻醉维持:迅速将小鼠16身体放入保温毯17中并将动物体温维持仪9的体温探头置于小鼠直肠内并固定，保持小鼠16头部留在保温毯外，并将钠石灰18平铺在保温毯的表面上，有助于吸收排出气中的二氧化碳和水蒸气。将吸入麻醉药异氟醚浓度调低为
1.4%，并时刻观察排出气吸入麻醉药浓度，将其也维持在1.4%，排出的废气由回路内使用麻醉气体吸附器7吸收，防止废气排入空气造成污染。麻醉维持过程中，密切观察小鼠呼吸，并分别记录在麻醉维持10min、30min、lh、l.5h、2h时的小鼠呼吸频率，初步判断小鼠是否发生了呼吸抑制。麻醉维持时间共2h。回路内使用麻醉气体吸附器7 (Anesthetics GasAbsorber, AGA)为南京天奥医疗仪器制造有限公司型号XF-2。
[0021]有创动脉测压和动脉血气分析:分别在麻醉维持lh、l.5h、2h对其中一只小鼠进行有创动脉测压并抽取动脉血进行动脉血气分析。具体过程如下:迅速取一只小鼠到箱外，并将小鼠头部放入小鼠头部固定孔14内，并将小鼠身体用胶带固定在恒温加热板13上，这样就可以在保证小鼠进行正常的麻醉暴露同时保持体温恒定的情况下抽取小鼠动脉血进行动脉血气分析，并且可以同时监测小鼠有创动脉血压。由于小鼠体积较小，小鼠腹主动脉直径仅有0.6-0.9_粗，肉眼下直径进行腹主动脉穿刺困难较大，因此我们选择在解剖显微镜12下进行操作，我们所使用的解剖显微镜为OLYMPUS型号SZ61，放大倍数10倍。待麻醉浓度稳定后，由于选择的吸入麻醉药异氟醚浓度1.4%为小鼠IMAC值，因为要对小鼠进行解剖操作，刺激较大，而增加异氟醚浓度又会影响箱内其他小鼠麻醉状态，因此为了降低手术操作刺激，在操作前给小鼠腹腔注射氯胺酮2.5mg/kg稀释后体积0.3ml。等待5min氯胺酮(此处氯胺酮为止痛作用)起效后开始进行解剖操作，操作过程中小鼠无体动。显微镜下切开小鼠左下腹部皮肤、皮下组织，拨开肠管、腹部脂肪等组织，沿着脊柱找到腹主动脉，腹主动脉与腔静脉紧密相连，腔静脉粗大深红色易于发现，腹主动脉就在腔静脉的左侦牝搏动明显。二者表面被膜太多，不易分离，分离时容易刺破静脉，因此选择仅将腹主动脉表面被膜分干净，大约能分离Icm长度，在动脉头侧和尾巴测各夹一动脉夹。在中间部分用24g动脉穿刺针进行穿 刺，穿刺成功后退出针芯连接动脉测压管后打开头端动脉夹，进行动脉测压，持续测压IOmin后，抽动脉血进行血气分析。有创动脉监测仪15为PHILIPS型号M3046A。血气分析仪为 Gem premier 3000。
[0022]按照以上的方法，共做了 18只小鼠，相关参数参见表1、表2。
【权利要求】
1.一种吸入麻醉暴露及监测装置，其特征在于，该装置由氧气或空氧混合气体罐(I)、吸入麻醉药挥发罐(2)、载气管(3)、进气孔(4)、吸入麻醉药暴露箱(5)、出气孔(6)、麻醉气体吸附器(7)、多参数麻醉气体监护仪(8)、动物体温维持仪(9)、线路(10)、线路出入孔(11)、解剖显微镜(12)、恒温加热板(13)、小鼠固定孔(14)、有创动脉血压监测仪(15)、保温毯(17)、操作台(19)组成，进气孔(4)开在吸入麻醉药暴露箱(5)右侧中间、出气孔(6)开在吸入麻醉药暴露箱(5 )左侧上方、线路出入孔(11)开在吸入麻醉药暴露箱(5 )左侧下方，小鼠固定孔(14)开在吸入麻醉药暴露箱(5)正面下方，吸入麻醉药暴露箱(5)放置在操作台(19)上，氧气或空氧混合气体罐(I)经载气管(3)连接吸入麻醉药挥发罐(2)，再经进气孔(4)连接吸入麻醉药暴露箱(5)，麻醉气体吸附器(7)和多参数麻醉气体监护仪(8)经出气孔(6)连接吸入麻醉药暴露箱(5)，动物体温维持仪(9)通过线路(10)经线路出入孔(11)与保温毯(17)相连，保温毯(17)置于吸入麻醉药暴露箱(5)底部，小鼠固定孔(14)开在吸入麻醉药暴露箱(5)正面下方，恒温加热板(13)位于小鼠固定孔(14)下方，解剖显微镜(12)放置在操作台(19)上，靠近恒温加热板(13)和小鼠固定孔(14)，有创动脉血压监测仪(15)放置在操作台(19)上。
2.根据权利要求1所述的一种吸入麻醉暴露及监测装置，其特征在于，有创动脉血压监测仪(15)放置在操作台(1 9)上，当需要使用有创动脉血压监测时通过动脉测压管与实验动物的动脉相连。
3.根据权利要求1所述的一种吸入麻醉暴露及监测装置，其特征在于，吸入麻醉药暴露箱(5)为密闭，材料为有机玻璃材质，形状为长方体，其大小与保温毯(17)的大小相适。
【文档编号】A61B5/0205GK103948452SQ201410167666
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】林函, 连庆泉, 王春满, 葛仁山 申请人:温州医科大学附属第二医院