本实用新型属于生命科学研究领域，特别涉及一种可调节动物直立辅助运动的实验跑台。
背景技术：
膝骨性关节炎(knee osteoarthritis，KOA)等是中老年群体中病因复杂的高发关节病，以膝关节软骨劳损及退行性病变为主要特征的，可以引起关节滑膜组织、软骨及软骨下骨结构破坏等系列病理改变，给患者带来延绵不断的痛苦，严重影响生活质量和工作、运动能力。KOA确切的发病机制至今尚未完全明确，但研究发现其疾病相关的危险因素包括年龄、急性或慢性生物力学作用、关节软骨或骨肿瘤以及软骨微环境的代谢紊乱等，关节的急性或慢性生物力学改变可能是引起关节软骨病理改变的首要因素。KOA损伤修复调节的主要因素包括细胞内分子作用（相关激酶级联作用、自我吞噬、基因转录与miRNA等）和细胞外的刺激作用（细胞因子、激素、生物机械应力作用等）。这些调节因素的失衡或者mRNA、蛋白过表达或低表达及基因沉默等均会造成关节软骨骨性关节炎的发生，随着疾病的发展，KOA会从滑膜炎和软骨炎延绵至整个关节的严重炎症反应，导致软骨组织的大量破坏，纤维组织的重度增生，新生血管和微环境代谢的紊乱，导致软骨组织的慢性自我纤维化修复，引起患者关节局部的连续剧烈疼痛、关节畸形和运动功能受限等。
模拟KOA疾病的动物模型颇多，主要以大鼠、小鼠和兔为研究对象，大致可分为三大类，即：①自发型KOA动物模型，包括天然自发型和转基因小鼠模型等；②诱发型KOA动物模型，即实验动物在人为干预的因素下（如药物、冷刺激、生物力学等）诱导产生实验动物的KOA；③手术方法KOA动物模型，包括半月板摘除术、前后交叉韧带横断术及Hulth模型等。目前由于自发型KOA动物模型成本较高，诱发型KOA动物模型建模时间又太长，所以大鼠的KOA实验造模多采用Hulth模型及其改良模型，虽然其能造成相应的病理学改变，但这多与KOA发病机理和临床上劳损性膝关节软骨损伤所导致的骨性关节炎存在明显的不符，尤其是手术和物理性刺激等造成的关节软骨损伤的范围和程度不易控制，不但明显影响制模标准的一致性，更严重干扰防治干预措施有效性的科学评价，不破坏半月板、前后交叉韧带等结构，却能很好模拟人直立运动、运动劳损的实验装置的缺乏，更是严重影响了有关疾病发生、发展和运动耐力、康复训练等指标评价的准确性。
技术实现要素：
为了改变现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种高效可靠、使用方便的可调节动物直立辅助运动的实验跑台。
一种可调节动物直立辅助运动的实验跑台，主要由主体滑带式跑道、限定运动隔板组、载食平板、遮光板、直立上肢支撑板、跑道角度调节装置、控制面板、跑道高度升降装置、跑道框、直立牵引束缚带、固定装置组成。整个实验跑台为立体矩形结构，在主体滑带式跑道上设有限定运动隔板组；限定运动隔板组由1-4个形状、大小完全相同的隔板组成，均匀的纵向分布在主体滑带式跑道上，用于将待实验动物限定在不同的跑道范围。在主体滑带式跑道的四周设有跑道框，跑道框呈矩形结构。在整个限定运动隔板组的上方均匀的设有1-3个效应箱，每个效应箱呈立体三角形结构，由载食平板和遮光板组成，形成半封闭的效应性黑洞。限定运动隔板组、跑道框和效应箱将整个实验跑台分隔成相应数量的试验单元。直立上肢支撑板的一端垂直固定在载食平板的端部，另一端与限定运动隔板组的上端相接触，给试验动物直立时上肢足够的支撑力，以达到动物直立所需的力学支持。效应箱垂直固定在跑道框纵向的相对两端。于载食平板上放置食物，利用动物的避光性和趋食性来辅助动物的自主运动，达到试验所需要的效果。跑道角度调节装置位于主体滑带式跑道的一端，可用于调节主体滑带式跑道不同的运动坡度，让试验动物根据不同的坡度进行相应的平路运动、爬坡运动，以达到相应的试验效果。控制面板设置在跑道框的一端部，其上设有电源开关、速度与坡度显示屏、工作显示灯、速度选择按钮、坡度选择按钮、大小调节按钮、跑道运动方向选择按钮和开始与停止按钮，可根据具体实验需要，明确的调节相应实验运动参数。跑道高度升降装置位于整个实验跑台的下部，可根据具体实验研究的需求调节整个试验跑台摆放的高度。直立牵引束缚带和固定装置结合使用，在不影响试验动物正常呼吸、运动的情况下，牵引动物直立运动并固定在相应的试验单元内。固定装置由2个固定夹组成，2个固定夹分别固定在相应试验单元隔板的相对两端。本实用新型试验跑台最多可同时使15只动物在同等条件下同时运动，高度均一化了实验条件，使实验结果更加可信，且非常方便实用。
进一步，所述跑道角度调节装置坡度控制范围为-10°～+15°，同时通过控制面板可控制动物运动速度，控制范围0～82m/min。
进一步，主体滑带式跑道总长为500～600mm，限定运动隔板组中隔板的高度为100～150mm，长度为450～550mm；载食平板与遮光板之间的最大距离为70～80mm；直立上肢支撑板长度450～500mm，高度为50～140mm，高度范围适应动物不同直立姿态运动测试。
本实用新型可调节性动物直立辅助运动实验跑台，采用多跑道设计，在以前经典运动跑台模型的基础上，结合关节急性或慢性生物力学作用这首要危险因素，并对临床相关性运动损伤性疾病发病过程进行高效模拟观察，创建了一种可调节性动物直立辅助运动实验跑台，高度模拟了长期劳损运动过程，不仅很好地维持了动物膝关节周围的组织结构完整性，还保持了关节软骨及周围组织微环境的代谢调节作用，并在此基础上使动物处于强迫直立负重状态，给予一定强度的跑步运动负荷，结合上坡运动方式增加关节应力作用，很好地模拟了人类临床膝关节软骨长期劳损的过程，以此实验装置辅助建立膝骨关节炎等损伤与退行性疾病模型，为进一步研究运动系统相关疾病的发病机制及防治措施提供了很好的研究工具，同时可用于动物运动耐力、康复训练等功能状态的检测。
附图说明
图1为本实用新型动物直立辅助运动实验跑台的结构示意图；
图2为本实用新型动物直立辅助运动实验跑台的直立牵引束缚带将动物固定及其固定装置结构示意图；
图3 为本实用新型动物直立辅助运动实验跑台的控制面板的结构示意图。
图中：1-主体滑带式跑道、2-限定运动隔板组、3-载食平板、4-遮光板、5-直立上肢支撑板、6-跑道角度调节装置、7-控制面板、8-跑道高度升降装置、9-跑道框、10-直立牵引束缚带、11-固定装置、12-电源开关、13-速度与坡度显示屏、14-工作显示灯、15-速度选择按钮、16-坡度选择按钮、17-大小调节按钮、18-跑道运动方向选择按钮、19开始与停止按钮。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
动物实验，特别是以大鼠、小鼠和兔等为模型的运动医学和骨关节疾病研究中，模拟人类运动或运动损伤性疾病都有一个严重的问题，就是动物的四肢运动和人的双腿运动模式存在很大的差异性，会影响模型建立时疾病发病机理的可靠性，而用于实验的鼠、兔等动物，都有使用双下肢运动的能力。因此，根据人的运动劳损模式，以及实验动物关节的生物力学作用，特设计了一种便于模拟人类直立运动损伤的可调节性动物直立辅助运动实验跑台。
如图1～图3所示，一种可调节动物直立辅助运动的实验跑台，主要由主体滑带式跑道1、限定运动隔板组2、载食平板3、遮光板4、直立上肢支撑板5、跑道角度调节装置6、控制面板7、跑道高度升降装置8、跑道框9、直立牵引束缚带10、固定装置11组成。整个实验跑台为立体矩形结构，在主体滑带式跑道1上设有限定运动隔板组2；限定运动隔板组2由1-4个形状、大小完全相同的隔板组成，均匀的纵向分布在主体滑带式跑道1上，用于将实验动物限定在不同的跑道范围。在主体滑带式跑道1的四周设有跑道框9，跑道框9呈矩形结构。在整个限定运动隔板组2的上方均匀的设有1-3个效应箱，每个效应箱呈立体三角形结构，由载食平板3和遮光板4组成，形成半封闭的效应性黑洞。限定运动隔板组2、跑道框9和效应箱将整个实验跑台分隔成相应数量的试验单元。直立上肢支撑板5的一端垂直固定在载食平板3的端部，另一端与限定运动隔板组2的上端相接触，给试验动物直立时上肢的足够支撑力，以达到动物直立所需的力学支持。效应箱垂直固定在跑道框9纵向的相对两端。在载食平板3上放置食物，利用动物的避光性和趋食性来辅助动物的自主运动，达到试验所需要的效果。跑道角度调节装置6 位于主体滑带式跑道1的一端，可用于调节主体滑带式跑道1不同的运动坡度，让试验动物根据不同的坡度进行相应的平路运动、爬坡运动，以达到相应的试验效果。控制面板7设置在跑道框9的一端部，其上设有电源开关12、速度与坡度显示屏13、工作显示灯14、速度选择按钮15、坡度选择按钮16、大小调节按钮17、跑道运动方向选择按钮18和开始与停止按钮19，可根据具体实验需要，明确的调节相应实验运动参数。跑道高度升降装置8位于整个实验跑台的下部，可根据具体实验研究的需求调节整个试验跑台摆放的高度。直立牵引束缚带10和固定装置11结合使用，在不影响试验动物正常呼吸、运动的情况下，牵引动物直立运动并固定在相应的试验单元内。固定装置11由2个固定夹组成，2个固定夹分别固定在相应试验单元隔板的相对两端。本实用新型试验跑台最多可同时使15只动物在同等条件下同时运动，高度均一化了实验条件，使实验结果更加可信，且非常方便实用。
本实用新型可根据实验需要，通过跑道高度升降装置8设置实验跑台摆放高度；跑道角度调节装置6设置不同运动坡度，所述跑道角度调节装置6坡度控制范围为-10°～+15°，同时通过控制面板7可控制动物运动速度，控制范围0～82m/min。
为使得本实用新型达到更好的实验效果，主体滑带式跑道1总长为500～600mm，限定运动隔板组2中隔板的高度为100～150mm，长度为450～550mm；载食平板3与遮光板4之间的最大距离为70～80mm；直立上肢支撑板5长度450～500mm，高度为50～140mm，高度范围适应动物不同直立姿态运动测试。
本实用新型在工作时，将整个实验跑台移动到所需的实验场所，将其平衡固定，根据实验需求调节跑道高度升降装置8、跑道角度调节装置6，以确定跑台的高度、角度和速度。动物直立固定好后，将2个固定夹分别固定在隔板的相对两端，同时试验动物与直立上肢支撑板5边缘接触。启动控制面板7上的相应按钮，即可达到同时同速运动，只需控制运动时间即可，使用非常简单方便。直立牵引束缚带10、固定装置11与限定运动隔板组2配合，可根据动物的个体差异调节松紧度和运动位置，以确保动物的直立运动质量。
本实用新型可调节动物直立辅助运动的实验跑台优点如下：
(1).实现了实验动物的直立运动方式；
(2).设置了黑洞和载食台，利用了动物的自然习性促使动物自主运动；
(3).个体化束缚带及固定夹，能根据动物的不同体型改变大小和松紧；
(4).可根据需要变换跑台的高度、坡度和速度，设计更加合理；
(5).可最多使15只动物同时、同速运动，一次测试样本量大，实验条件均一性高。