专利名称：一种用于制备脊髓损伤动物模型的实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于医学实验仪器技术领域，涉及一种用于制备脊髓损伤动物模型的
实验装置。
背景技术：
脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)是由于各种原因引起的脊髓结构、功能损害后损伤水平以下的脊髓功能障碍。在美国，每年每百万人口新发生30 40例，有些地区甚至高达60例。据不完全统计，我国的脊髓损伤人数已突破百万，并以每年12万的速度剧增，全球脊髓损伤人数已突破三百万。随着现代社会的发展，交通及建筑坠落事故不断增多，SCI人口不断增加，加之SCI患者多数为青壮年，他们在社会和家庭中扮演着重要的角色，发生意外后将对社会和家庭造成巨大的经济和精神损失。2008年发生的汶川地震是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广、灾害损失最大的一次地震灾害，震级达到里氏8.0级，最大烈度达到ll度，人员伤亡惨重。这次突如其来的地震导致了数万伤员脊柱脊髓受到不同程度的损伤，伤员的功能康复问题显得尤为突出，因此，有关脊髓损伤的研究在国际国内均是热点课题。 进行脊髓损伤的研究，首先要复制标准理想的脊髓损伤模型。理想的脊髓损伤模型应具备以下要求①临床相似性即制作的脊髓损伤模型应与临床相近似，动物模型能够模拟发生人类脊髓损伤的特殊病理过程，尽量接近人类情况。②可调控性即可以根据实际需要，调整损伤程度，复制不同损伤程度的脊髓损伤模型。③可重复性和可操作性即可以对脊髓损伤模型的关键步骤客观化、定量化，模型操作技术简单，易于掌握，便于推广。[0004] CN 2957071公开了一种动物脊髓牵张损伤实验装置，该装置主要用于牵张损伤造成的脊髓损伤研究。牵张损伤多见于脊柱矫形术导致的医源性损伤，可是我们实际遇到的车祸、自然灾害造成的脊髓损伤绝大多数是脊柱骨折后造成的脊髓挤压，因此该实验装置具有一定的局限性。
发明内容本实用新型的目的是提供一种用于建立标准化脊髓损伤动物模型的实验装置，该装置可以用来制备脊髓前方(腹侧)、后方(背侧)和两侧不同角度损伤的动物模型以及各个不同方向脊髓复合损伤的动物模型。
本实用新型用于制备脊髓损伤动物模型的实验装置包括有 —个实验台，实验台中部为一凹陷的工作台平面，四周为凸起的台座，并在台座上设有若干个用于固定实验动物的挂绳固定柱； 若干个由垂直滑杆和水平滑杆构成的支撑杆，分别活动连接在实验台的两侧和后[0009] 用于固定手术钳的挂钩，分别连接在位于实验台两侧2个支撑杆的水平滑杆前
丄山
顺；
3[0010] —个垂直冲击装置，固定在实验台后侧支撑杆上，包括一根中空的垂直冲击通道
和一个冲击杆，垂直冲击通道通过冲击通道导向座竖直固定在支撑杆水平滑杆的前端，一个直径略小于垂直冲击通道内径的冲击杆可以放置于垂直冲击通道内，沿垂直冲击通道垂直落下。 本实用新型的实验装置是通过安装在支撑杆上完成工作的，支撑杆的安装方法
为在实验台两侧和后侧设有水平的滑槽，滑槽上设有滑块，垂直滑杆与水平滑杆通过一连
接滑块连接在一起构成支撑杆，并通过垂直滑杆连接在滑块上。这样的连接结构保证了水
平滑杆可以沿垂直滑杆前后和上下移动，支撑杆整体沿滑槽左右移动，使位于水平滑杆前
端的实验装置能在X轴、Y轴和Z轴三个方向三维移动，到达任意指定的地点。 在工作台平面的下方放置有集物盘，用于将实验过程中动物血液、尿液及粪便排
到其中，从而保证了工作台平面的相对清洁。 进一步地，安装在两侧支撑杆水平滑杆前端的挂钩各为2对，用来固定用于显露手术野的手术钳等相关器械。 本实用新型的实验装置还包括一个固定在实验台后侧另一支撑杆上的侧击打装置，该侧击打装置包括一个由水平冲击板和分别铰接在水平冲击板前后端的前摆杆和分度板构成的冲击架和一个水平冲击杆。前摆杆的上端与水平滑杆的前端铰接，分度板的上端铰接水平滑杆的后端，使冲击架与水平滑杆共同构成一个活动的平行四边形，水平冲击板可以此平行四边形为框架前后摆动。水平冲击杆固定在水平冲击板上，用于水平冲击板前后摆动时对实验动物脊髓侧部实施打击。水平滑杆的后端固定有限位支架，限位支架上安装冲击开关，分度板上设有多个限位孔，冲击开关可以插入其中任意一个限位孔内，将分度板定位，使水平冲击板固定于一个位置。触动冲击开关，使其从限位孔中脱离出来，则可以使水平冲击板摆动。将冲击开关置于分度板上不同的限位孔，可以调整冲击的角度，从而造成不同程度的侧击损伤。 进一步地，本实用新型的实验装置还可以在侧击打装置上添加一个垂直提升机构，该垂直提升机构包括有一个升降提钩和一个砝码盘，并在支撑杆的连接滑块上设有一个固定器，当固定器拧紧时，水平滑杆被锁死在支撑杆上，不会移动，松开固定器，水平滑杆可以以固定器为支点进行上下摆动。升降提钩铰接在侧击打装置前摆杆的最前端，砝码盘悬挂在分度板上，其内放置有不同重量的砝码。当只对实验动物实施侧部打击时，升降提钩被提起放置在前摆杆上，不起作用。升降提钩被放下呈垂直状态时，由前摆杆卡死，不再沿前摆杆摆动。升降提钩的横臂可以由实验动物椎骨前方(腹侧)进入脊髓的前方，以固定器作为杠杆支点，利用杠杆作用，通过悬挂在前摆杆另一侧分度板上的砝码盘的重量使升降提钩上翘，造成脊髓的损伤。在砝码盘内放置不同重量的砝码，就可以造成不同程度的脊髓损伤。此外，将砝码盘挂在分度板的不同限位孔时，由于力臂发生了变化，也可以用于调整造成脊髓损伤的外力大小。 本实用新型的制备脊髓损伤动物模型实验装置可以用于建立标准化的脊髓损伤动物模型。在临床上，脊髓损伤的外力可以来自脊髓前方、后方，也可以来自脊髓的侧方，且侧方外力也有多个角度。本实用新型装置的优势就是可以制备脊髓前方(腹侧)、后方(背侧)及两侧不同角度的多种脊髓损伤类型的动物模型，并且可以制备各种方位联合的复合损伤模型。其中[0017] 本实验装置中用于制备脊髓背侧损伤模型的垂直冲击装置利用的是重物坠落法，即用重物从不同的高度落下打击脊髓背侧，造成不同程度的损伤。这是以往比较常用的制备脊髓损伤的方法，本实验装置将其标准化，通过调整冲击杆的高度和重量，可以造成不同程度的脊髓损伤；加用了一个中空的垂直冲击通道，可以使冲击杆沿规定的方向下落，不出现位置的偏离，同时由于有冲击通道固定，落下后的冲击杆不会向侧方倒落，造成其他部位的损伤。 本实验装置的侧击打装置是利用冲击开关打开时水平冲击杆瞬间的冲击力对实验动物的侧方脊髓造成损伤。本实验装置在分度板上标出了角度，且冲击开关的冲击强度标准量化，在侧击过程中，通过标定分度板角度和调整冲击开关强度来控制侧击角度和冲击开关冲击力度的标准化，实现了标准化脊髓侧方损伤模型的制备，可以产生标准的不同侧位脊髓损伤角度。 本实验装置的垂直提升机构是用于制备脊髓腹侧损伤模型的装置。该装置主要利
用了杠杆原理，升降提钩的横臂由椎骨前方(腹侧)进入脊髓前方，利用杠杆作用使升降提
钩的横臂上翘，压迫脊髓腹侧，就造成了脊髓腹侧损伤模型。砝码盘悬挂在前摆杆另一侧的
分度板上，其内放置不同重量的砝码，就可以造成不同程度的脊髓损伤，此外，将砝码盘挂
在分度板的不同限位孔时，由于力臂发生了变化，也可以用于调整造成脊髓损伤的外力大
小。其优点是脊髓损伤集中于前方，制备的动物模型更接近于临床上脊髓腹侧损伤的情况。
同时统一砝码重量和杠杆力臂，也能够达到标准化定量脊髓腹侧损伤的目的。 将上述三个装置联合运用，就可以制备出多种复合脊髓损伤模型。 本实用新型的制备脊髓损伤动物模型实验装置基本上能够满足大多数外伤性脊
髓损伤模型的制备，并且可以有效控制脊髓损伤所受外力的大小，准确控制脊髓损伤的程
度，从而制备出相对统一的标准化脊髓损伤动物模型，能够对外伤性脊髓损伤动物模型的
各种类型和损伤级别进行定量控制，实验的可重复性强，有助于科学地开展脊髓损伤的科
研工作。
图1是本实用新型实施例实验装置的立体结构图； 图2是本实用新型实施例实验装置的正面视图； 图3是图1中挂钩6及支撑杆4的立体结构图； 图4是图1中垂直冲击装置8的立体结构图； 图5是图1中侧击打装置7的结构示意图； 图6是图5的俯视图； 图7是图1中工作台1的结构分解图。
具体实施方式用于制备脊髓损伤动物模型的实验装置结构如图1、图2所示，由一个实验台1、一组挂钩装置、一个垂直冲击装置8、一个侧击打装置7以及附属在侧击打装置7上的垂直提升机构组成，其中 实验台1的结构如图7，其主体结构为一个长方形框架，在框架内设置有一凹陷的工作台平面3，并由一个与长方形框架相匹配的台座2固定在长方形框架上，在台座2上还 设有一圈挂绳固定柱5，用于绑定实验动物的头部、四肢及尾部，将其固定在工作台平面3 上。在工作台平面3的下方放置有一个用于收集实验动物血液和粪便、尿液的集物盘9。 在实验台1上设置有4个支撑杆4，实验台的两侧各1个，后侧2个。支撑杆4的 结构如图3、图4，由垂直滑杆43和水平滑杆41组成，并通过连接滑块42连接在一起。在 实验台1的两侧和后侧设有水平的滑槽44，滑槽44上设置有可沿其水平移动的滑块45，支 撑杆4通过连接在滑块45上，达到在实验台1上移动的目的。 所述的挂钩6、垂直冲击装置8和侧击打装置7均安装在支撑杆4的水平滑杆41 上。其中， 在实验台1两侧支撑杆4的水平滑杆41前端各安装有2对挂钩6，具体结构如图 3，两侧对称设置，手术钳固定在挂钩上，用于将实验动物的背部剥离显露出来，便于实施打 击。其中，垂直滑杆43、水平滑杆41均可以调节移动，使挂钩6处于一个最佳操作位置。 如图4所示的垂直冲击装置8固定在实验台1后侧的一个支撑杆4上，包括一根 中空的垂直冲击通道81和一个冲击杆，垂直冲击通道81通过冲击通道导向座82竖直固定 在支撑杆水平滑杆41的前端，一个直径略小于垂直冲击通道81内径的冲击杆可以放置于 垂直冲击通道内，沿垂直冲击通道垂直落下，打击暴露出的实验动物脊髓背侧，造成脊髓损 伤。通过调整垂直滑杆43、水平滑杆41的位置以及垂直冲击通道81的高度，可以使垂直冲 击通道81的出口位于实验动物需击打部位的正上方略高的地方，以提高击打的准确性和 重现性。 侧击打装置7固定在实验台1后侧的另一支撑杆4上，结构如图5，其主体为一个 由水平冲击板74、前摆杆72和分度板75构成的冲击架，前摆杆72和分度板75分别铰接在 支撑杆4水平滑杆41的前后两端，其另一端分别与水平冲击板74的两端铰接，使冲击架与 水平滑杆共同构成一个平行四边形；在水平冲击板74上固定有一个用于侧击打的水平冲 击杆73 ;在水平滑杆41的后端固定有一个限位支架76，限位支架76上安装冲击开关79， 分度板75上设有多个限位孔77，冲击开关79可以插入任意一个限位孔内，用于将分度板定 位，当启动冲击开关73时，其与限位孔77分离，分度板75依靠瞬间冲力向下运动，带动水 平冲击板74及固定在其上的水平冲击杆73向前运动，对实验动物的侧部实施侧击打。 与其他支撑杆上的连接滑块不同，用于固定侧击打装置7的支撑杆4上的连接滑 块42上还设有一个固定器40，当拧紧固定器40时，连接滑块42为一个固定的整体结构，以 其连接的水平滑杆41和垂直滑杆43之间位置固定，不会相对移动，而松开固定器后，连接 滑块42的两部分可以以固定器为转轴相对转动，从而带动水平滑杆也可以上下摆动。 在此基础上，在侧击打装置7上还可以附带有一套垂直提升机构，包括有一个升 降提钩71和一个砝码盘78，升降提钩71铰接在前摆杆72的最前端，砝码盘78悬挂在分度 板75上。将升降提钩71的横臂由椎骨前方(腹侧)进入脊髓前方，在砝码盘78内放置砝 码，利用重力使水平滑杆41上翘，带动升降提钩71上翘，其横臂压迫脊髓腹侧，就可以造成 实验动物脊髓腹侧损伤。添加不同重量的砝码，造成脊髓损伤的程度不同。砝码盘78挂在 分度板75上不同的限位孔77，由于力臂发生了变化，也可以造成不同程度的脊髓损伤。
权利要求一种用于制备脊髓损伤动物模型的实验装置，其特征是包括有一个实验台(1)，该实验台的中部为一凹陷的工作台平面(3)，四周为凸起的台座(2)，并在台座上设有若干个用于固定实验动物的挂绳固定柱(5)；若干个由垂直滑杆(43)和水平滑杆(41)构成的支撑杆(4)，分别活动连接在实验台(1)的两侧和后侧；用于固定手术钳的挂钩(6)，分别连接在位于实验台(1)两侧2个支撑杆(4)的水平滑杆(41)前端；一个垂直冲击装置(8)，固定在实验台(1)后侧支撑杆(4)上，包括一根中空的垂直冲击通道(81)和一个冲击杆，垂直冲击通道(81)通过冲击通道导向座(82)竖直固定在支撑杆水平滑杆(41)的前端，一个直径略小于垂直冲击通道(81)内径的冲击杆可以放置于垂直冲击通道内，沿垂直冲击通道垂直落下。
2. 根据权利要求1所述的用于制备脊髓损伤动物模型的实验装置，其特征是还包括一个固定在实验台后侧另一支撑杆(4)上的侧击打装置(7)，所述的侧击打装置(7)包括一个由水平冲击板(74)和分别铰接在水平冲击板前后端的前摆杆(72)和分度板(75)构成的冲击架，以及一个水平冲击杆(73);前摆杆(72)的上端与水平滑杆(41)的前端铰接，分度板(75)的上端铰接水平滑杆(41)的后端，使冲击架与水平滑杆共同构成一个平行四边形；水平冲击杆(73)固定在水平冲击板(74)上；水平滑杆(41)后端固定有限位支架(76)，限位支架(76)上安装冲击开关(79)，分度板(75)上设有多个限位孔(77)，冲击开关(79)可以插入任意一个限位孔内，将分度板定位。
3. 根据权利要求1所述的用于制备脊髓损伤动物模型的实验装置，其特征是在工作台平面(3)的下方放置有集物盘(9)。
4. 根据权利要求1所述的用于制备脊髓损伤动物模型的实验装置，其特征是在实验台(1)的两侧和后侧设有水平的滑槽(44)，滑槽上设置有可沿其水平移动的滑块(45)，所述的支撑杆(4)连接在滑块(45)上。
5. 根据权利要求1所述的用于制备脊髓损伤动物模型的实验装置，其特征是用于构成支撑杆(4)的垂直滑杆(43)与水平滑杆(41)通过一连接滑块(42)连接在一起。
6. 根据权利要求5所述的用于制备脊髓损伤动物模型的实验装置，其特征是用于固定侧击打装置(7)的支撑杆(4)上的连接滑块(42)上设有一个固定器(40)。
7. 根据权利要求6所述的用于制备脊髓损伤动物模型的实验装置，其特征是在所述的侧击打装置(7)上还附属有一个垂直提升机构，包括一个升降提钩(71)和一个砝码盘(78)，升降提钩(71)铰接在前摆杆(72)的最前端，砝码盘(78)悬挂在分度板(75)上。
8. 根据权利要求1所述的用于制备脊髓损伤动物模型的实验装置，其特征是安装在两侧支撑杆(4)水平滑杆(41)前端的挂钩(6)各为2对。
专利摘要一种用于制备脊髓损伤动物模型的实验装置，包括一个实验台，若干个固定在实验台上，由垂直滑杆和水平滑杆构成的支撑杆，在其中二个支撑杆上设置挂钩，一个支撑杆上安装有由中空的垂直冲击通道和冲击杆组成的垂直冲击装置，一个支撑杆上安装有由水平冲击板、前摆杆、分度板和水平冲击杆共同构成的、靠冲击开关控制的侧击打装置。在侧击打装置上还附属有一个由升降提钩和砝码盘组成的垂直提升机构。本实用新型的装置可以制备脊髓前方(腹侧)、后方(背侧)及两侧不同角度的多种脊髓损伤的标准化动物模型，以及各种方位联合的复合损伤模型。
文档编号A61B19/00GK201542752SQ20092025503
公开日2010年8月11日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者刘强, 双卫兵, 张利 申请人:双卫兵