一种脑出血动物模型造模方法与流程

[0001]
本发明涉及基础医学研究技术领域，具体为一种脑出血动物模型造模方法。


背景技术：

[0002]
脑出血指原发性非外伤引起的脑实质内微血管破裂出血，是脑血管类疾病中发病急、病情重、致残和致死率高的疾病，目前临床上对脑出血的干预手段仍然较少。脑出血患者于发病后仍有继续出血的现象，并导致病情加重。血肿不仅对脑组织形成压迫，血肿内分解释放多种活性物质也对脑组织有损害作用，加剧后期病变严重化。因此，探索新生儿及成人脑出血发病原因、发病机制、病理生理变化对临床预防和治疗至关重要。建立可切实模拟人类脑出血机制和病理生理变化、稳定性好、可重复性好的动物模型成为必要的选择。近年来国内外许多实验组建立了多种实验动物脑出血模型，但各类模型仍存在一定的缺陷，无法完全模仿人类脑出血的病理生理变化。
[0003]
目前常见脑出血动物模型的建立方法有：
[0004]
1.胶原酶注入法：该方法应用胶原酶溶解血管内皮下基膜层和细胞间基质的胶原，造成血管壁破坏，从而造成脑出血，但是该方法会增加颅内感染风险，且胶原酶并不能造成血管的物理性破裂，不能很好的模拟血管损伤导致血液由血管内向脑实质渗透的自然出血过程。
[0005]
2.自体血局部注入法：该方法是抽取动物自身一定量血液通过定位技术注入该动物脑尾状核造成该部位血肿的一种建模方法。该方法会增加颅内感染风险，且注入脑内的血肿并非血管破裂造成的。血液注射过程中不可避免地有反溢现象和血液凝固堵塞针道的问题，血肿形态和大小重复性差。
[0006]
3.高血压基因动物：此模型是研究成人型脑出血较理想的模型。其优点在于将高血压与脑卒中结合，相似度极高地模拟人脑卒中病理，缺点是动物培养成本高昂，繁育时间较长，动物体弱饲养困难，繁育的后代模型容易出现断种、变种、基因突变的情况且脑出血量不易控制、出血区域不可估计等问题，使用受到一定限制。
[0007]
现有脑出血动物模型的建模方法难以同时满足模拟正常人类脑出血的生理和病理机制、脑出血量易控制、出血区域易掌握等关键技术指标。本发明提出一种基于超声联合超声造影剂(微泡)开放血脑屏障技术制作脑出血动物模型的造模方法。该方法通过将超声造影剂注入实验动物静脉系统，同时在动物脑部特定区域进行一定参数下的聚焦超声辐照(去除毛发，隔头皮，无需开颅)，实现靶脑区血脑屏障的开放，令血液渗出脑实质，较好地模拟人类脑出血机制和病理生理变化、稳定性好、可重复性高。并且可以通过辐照靶点的选择和聚焦超声参数的调整实现建立不同部位、不同出血量(高、中、低)、不同出血面积(大或小)的脑出血动物模型。


技术实现要素：

[0008]
本发明的目的在于提供一种脑出血动物模型造模方法，具备实现靶脑区血脑屏障
的开放，令血液渗出脑实质，较好地模拟人类脑出血机制和病理生理变化、稳定性好、可重复性高。并且可以通过辐照靶点的选择和聚焦超声参数的调整实现建立不同部位、不同出血量(高、中、低)、不同出血面积(大或小)的脑出血动物模型的优点，解决了现有脑出血动物模型的建模方法难以同时满足模拟正常人类脑出血的生理和病理机制、脑出血量易控制、出血区域易掌握等问题。
[0009]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种脑出血动物模型造模方法，包括如下内容：
[0010]
(1)聚焦超声装置：由电源、信号发生器、功率放大器、连接结构、超声换能器和超声换能器适配器组成；
[0011]
(2)动物固定装置：由底板、竖杆、旋钮、支撑架和限位固定杆组成，并与(1)中的聚焦超声装置配合使用；
[0012]
(3)超声造影剂：可由实验室自己制作亦可购买成品微泡如声诺维氯氟化硫微泡；
[0013]
(4)实验动物：采用标准化实验动物，以大鼠较为常用。
[0014]
优选的，所述(1)中，超声换能器包括但不限于平面阵(非聚焦式)、弧面阵(聚焦式)等，对于局灶性脑出血模型，优选的为弧面阵(聚焦式)，材质优选的为压电陶瓷片。
[0015]
优选的，所述(1)中，聚焦超声辐照参数亦根据实验需求选择，若需要制作出血范围和出血量小、程度轻的脑出血动物模型，宜选用曲率半径大、能引起脑出血声压范围内的低声压配合合适脉宽、脉冲重复频率、总辐照时间等超声参数组合。
[0016]
优选的，所述(1)中，若需要制作出血范围和出血量中等、程度较重的脑出血动物模型，宜选用曲率半径适中、能引起脑出血声压范围内的较大声压配合合适脉宽、脉冲重复频率、总辐照时间等超声参数组合。
[0017]
优选的，所述(1)中，若需要制作出血范围和出血量大、程度重的脑出血动物模型，宜选用曲率半径小、能引起脑出血声压范围内的高声压配合合适脉宽、脉冲重复频率、总辐照时间等超声参数组合。
[0018]
优选的，所述(1)中，若所需出血位置较浅，应选择基础频率较高的超声换能器，或用基础频率较低的超声换能器通过调整超声换能器适配器实现。
[0019]
优选的，所述(1)中，若所需出血位置较深，应选基础频率较低的超声换能器。
[0020]
优选的，所述(2)中，底板焊接在底板的顶部，支撑架焊接在竖杆的表面，旋钮螺纹连接于支撑架的内部，限位固定杆位于支撑架的内部。
[0021]
优选的，通过调整超声换能器相对于颅骨的位置，只需去除毛发，隔头皮进行辐照，无需开颅。
[0022]
优选的，通过超声联合超声造影剂(微泡)开放血脑屏障制作脑出血动物模型，使血脑屏障没开放后血液由血管内部向脑实质渗出，能够很好地模拟人类脑出血的生理病理机制。
[0023]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0024]
本发明提出一种基于超声联合超声造影剂(微泡)开放血脑屏障技术制作脑出血动物模型的造模方法，该方法通过将超声造影剂注入实验动物静脉系统，同时在动物脑部特定区域进行一定参数下的聚焦超声辐照(去除毛发，隔头皮，无需开颅)，实现靶脑区血脑屏障的开放，令血液渗出脑实质，较好地模拟人类脑出血机制和病理生理变化、稳定性好、
可重复性高，并且可以通过辐照靶点的选择和聚焦超声参数的调整实现建立不同部位、不同出血量(高、中、低)、不同出血面积(大或小)的脑出血动物模型，且该方法由于不需要开颅骨，可大大降低颅内感染几率提高造模动物存活率。
附图说明
[0025]
图1为本发明超声装置及其连接示意图；
[0026]
图2为本发明聚焦超声联合微泡开放血脑屏障制作脑出血动物模型原理图；
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图3为本发明动物固定装置结构示意图；
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图4为参数组合所产生的波形(以正弦波为例)示意图。
具体实施方式
[0029]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]
实施例一：
[0031]
一种脑出血动物模型造模方法，包括如下内容：
[0032]
(1)聚焦超声装置：由电源、信号发生器、功率放大器、连接结构、超声换能器和超声换能器适配器组成；超声换能器包括但不限于平面阵(非聚焦式)、弧面阵(聚焦式)等，对于局灶性脑出血模型，优选的为弧面阵(聚焦式)，材质优选的为压电陶瓷片，聚焦超声辐照参数亦根据实验需求选择，若需要制作出血范围和出血量小、程度轻的脑出血动物模型，宜选用曲率半径大、能引起脑出血声压范围内的低声压配合合适脉宽、脉冲重复频率、总辐照时间等超声参数组合，若需要制作出血范围和出血量中等、程度较重的脑出血动物模型，宜选用曲率半径适中、能引起脑出血声压范围内的较大声压配合合适脉宽、脉冲重复频率、总辐照时间等超声参数组合，若需要制作出血范围和出血量大、程度重的脑出血动物模型，宜选用曲率半径小、能引起脑出血声压范围内的高声压配合合适脉宽、脉冲重复频率、总辐照时间等超声参数组合，若所需出血位置较浅，应选择基础频率较高的超声换能器，或用基础频率较低的超声换能器通过调整超声换能器适配器实现，若所需出血位置较深，应选基础频率较低的超声换能器。
[0033]
(2)动物固定装置：由底板、竖杆、旋钮、支撑架和限位固定杆组成，并与(1)中的聚焦超声装置配合使用；
[0034]
(3)超声造影剂：可由实验室自己制作亦可购买成品微泡如声诺维氯氟化硫微泡；
[0035]
(4)实验动物：采用标准化实验动物，以大鼠较为常用。
[0036]
实施例二：
[0037]
一种脑出血动物模型造模方法，包括如下内容：
[0038]
(1)聚焦超声装置：由电源、信号发生器、功率放大器、连接结构、超声换能器和超声换能器适配器组成；超声换能器包括但不限于平面阵(非聚焦式)、弧面阵(聚焦式)等，对于局灶性脑出血模型，优选的为弧面阵(聚焦式)，材质优选的为压电陶瓷片，聚焦超声辐照参数亦根据实验需求选择，若需要制作出血范围和出血量小、程度轻的脑出血动物模型，宜
选用曲率半径大、能引起脑出血声压范围内的低声压配合合适脉宽、脉冲重复频率、总辐照时间等超声参数组合，若需要制作出血范围和出血量中等、程度较重的脑出血动物模型，宜选用曲率半径适中、能引起脑出血声压范围内的较大声压配合合适脉宽、脉冲重复频率、总辐照时间等超声参数组合，若需要制作出血范围和出血量大、程度重的脑出血动物模型，宜选用曲率半径小、能引起脑出血声压范围内的高声压配合合适脉宽、脉冲重复频率、总辐照时间等超声参数组合，若所需出血位置较浅，应选择基础频率较高的超声换能器，或用基础频率较低的超声换能器通过调整超声换能器适配器实现，若所需出血位置较深，应选基础频率较低的超声换能器。
[0039]
(2)动物固定装置：由底板、竖杆、旋钮、支撑架和限位固定杆组成，并与(1)中的聚焦超声装置配合使用；底板焊接在底板的顶部，支撑架焊接在竖杆的表面，旋钮螺纹连接于支撑架的内部，限位固定杆位于支撑架的内部。
[0040]
(3)超声造影剂：可由实验室自己制作亦可购买成品微泡如声诺维氯氟化硫微泡；
[0041]
(4)实验动物：采用标准化实验动物，以大鼠较为常用。
[0042]
需要注意的是：
[0043]
1.凡是利用超声联合超声造影剂(微泡)开放血脑屏障技术制作脑出血动物模型均属于本发明范畴。
[0044]
2.本发明所涉及不限于自制或成品，不限于特定品牌，凡是在超声作用下可爆破开放血脑屏障的造影剂或微泡均可。
[0045]
3.本发明所涉及微泡对粒径等性状不做要求，凡是在超声作用下可爆破开放血脑屏障的造影剂或微泡均可。
[0046]
4.本发明所涉及超声换能器不限于线阵、环阵、弧面阵、平面阵、柔性超声换能器、mems超声换能器等。
[0047]
5.所用到的超声脉冲发射器系统、换能器系统和固定系统装置不限定品牌、型号、类型等，只要能产生合适于本系统所需超声波即属本专利范围。
[0048]
6.所涉及超声换能器适配器优选的为根据超声换能器外形定制设计，3d打印的设配器，所用材料优选的但不限于强力树脂。
[0049]
7.本发明可根据实验需求，通过调节设备及参数，制作不同出血面积、不同出血量、出血部位的脑出血动物模型。
[0050]
8.所涉及动物优选的为大鼠，但小鼠、兔、猪、犬等标准化实验动物均可。凡是能制作出所需脑出血动物的标准化实验动物均可。
[0051]
9.将微泡注入动物静脉系统的目标静脉优选的为鼠尾静脉，但不排除阴茎静脉、股静脉等。
[0052]
10.所涉及参数组合为具体实例，任何在此基础上类似的重组合、改动均属本专利范畴。
[0053]
11.通过调整超声换能器相对于颅骨的位置，只需去除毛发，隔头皮进行辐照，无需开颅。
[0054]
12.通过超声联合超声造影剂(微泡)开放血脑屏障制作脑出血动物模型，使血脑屏障没开放后血液由血管内部向脑实质渗出，能够很好地模拟人类脑出血的生理病理机制。
[0055]
本发明提出一种基于超声联合超声造影剂(微泡)开放血脑屏障技术制作脑出血动物模型的造模方法，该方法通过将超声造影剂注入实验动物静脉系统，同时在动物脑部特定区域进行一定参数下的聚焦超声辐照(去除毛发，隔头皮，无需开颅)，实现靶脑区血脑屏障的开放，令血液渗出脑实质，较好地模拟人类脑出血机制和病理生理变化、稳定性好、可重复性高，并且可以通过辐照靶点的选择和聚焦超声参数的调整实现建立不同部位、不同出血量(高、中、低)、不同出血面积(大或小)的脑出血动物模型，且该方法由于不需要开颅骨，可大大降低颅内感染几率提高造模动物存活率。
[0056]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0057]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。