CN101803962B - 一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置，其特征在于：它包括至少一节可组合式暴露室，暴露室包括一外筒和一位于外筒内的内筒；在外筒的筒壁上设置有若干气溶胶采样管和若干动物筒插嘴，动物筒对应插设在动物筒插嘴上；各动物筒插嘴内穿设有一气溶胶吸入管；暴露室顶盖设置在最上一节暴露室的顶部，顶盖中部设置有一混合气溶胶进气口，进气口的上方连接一气溶胶进气管，进气管的进气端连接一气溶胶发生器；最下一节暴露室的外筒和内筒分别对应坐落在外筒底座和内筒底座上；外筒和室内筒之间的内筒底座上设置有至少一圈通气孔；外筒底座中部设置有一气溶胶排气口，排气口连接一气溶胶排气管，排气管的出口端连接一抽气泵。本发明结构设计巧妙，操作方便，可广泛用于动物吸入试验研究过程中。

Description

一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置

技术领域

本发明涉及一种动物试验装置，特别是关于一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置。

背景技术

目前，在与吸入相关的各种科学研究中，特别是一些对人类健康有害物质的研究，由于不能直接或不能首先对人类进行试验，经常使用试验动物进行吸入暴露评价，因此，动物暴露装置在工业、农业、医学和军事科学研究中具有广泛的应用。现有技术中的动物暴露装置大致可分为三类，即：静态暴露装置、循环暴露装置和动态暴露装置。

静态暴露装置是一种暴露室内没有气流流动的暴露装置。这种暴露装置的主要缺点是：1)随着暴露时间的延长，暴露室内的氧气浓度会逐渐下降，甚至耗尽；暴露室内的温度升高。这些因素制约了动物暴露的时间，因此最长暴露时间不能超过一小时；2)由于试验材料的自然沉降、表面沉积和吸收，以及动物吸入后在呼吸道内的沉积等，造成试验材料的浓度不断下降，使得暴露浓度在不同的时间段内不一致。

循环暴露装置的暴露室内设置有密闭循环装置使气流循环流动，但不注入新的试验材料。循环暴露装置由静态暴露装置和气体循环装置组成。气体循环装置可以去除暴露室内的水和二氧化碳并增加新鲜的氧气。但是不管是循环暴露装置还是静态暴露装置，它们都不能使暴露室内维持稳定的浓度，因此大多被用来进行放射性示踪气体的药代动力学研究。在对系统内的材料损耗校正之后，即可借助生理学模型对毒物浓度的衰减曲线进行分析，从而获得有关吸收分布和代谢的详细资料。

动态暴露装置在动物暴露期间始终向暴露室内提供浓度均匀的一过性的试验材料。在动态暴露装置中，试验气体被不断地向动物暴露室内输入并连续地从中抽出，气流只是一次性地通过暴露室，不再循环使用。动态暴露装置具有以下特点：1)如果发生系统的气溶胶发生速率恒定，当暴露室内的浓度上升到一定浓度后，它将维持一个稳定均衡的浓度。这种均衡的浓度可以通过精确的发生率、试验材料在系统内各处的损耗以及流量来预测；2)在动态暴露装置中，温度和相对湿度可以调节，氧气会自动地得到补充，二氧化碳、氨气和动物排出的其他气体也可以连续地清除掉。这种系统既可以用来进行气溶胶和气体的毒理学试验，又可以用于药代动力学试验；3)由于气溶胶浓度稳定，所以很容易测定动物吸入暴露的剂量；4)由于暴露室内的环境条件较好，所以可以对较多的动物进行长时间的暴露。

我国现有技术中的动态暴露装置主要有全身暴露装置和头部暴露装置两种。

全身暴露室虽然具有以下优点：1)动物的活动没有其他限制，动物可以在里面吃、喝和活动，动物比较自由；2)一般没有其他的机械损伤等。但也存在着相当明显的缺点：1)耗费的试验材料多；2)身体的其他部位也会被试验材料所污染，动物有可能通过舔身上的皮毛造成经口感染等。

头部暴露装置是卡住动物的脖颈将其头部暴露在流动的气溶胶中，这种暴露装置的优点是部分解决了试验动物经口或皮肤感染的问题，缺点是动物的头部仍然暴露在试验气溶胶中，没有解决头部沾染和经眼结膜感染的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置，该装置能将暴露室内的浓度维持在一个稳定均衡的浓度范围内，并且能有效解决试验动物经口、皮肤感染，及头部沾染和经眼结膜感染的问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置，其特征在于：它包括至少一节可组合式暴露室、一暴露室顶盖、一暴露室底座和若干个动物筒；所述可组合式暴露室包括一圆柱形暴露室外筒和一位于所述暴露室外筒内的圆柱形暴露室内筒；在所述暴露室外筒的筒壁上呈圆周辐射状设置有若干气溶胶采样管和若干动物筒插嘴，且所述动物筒对应插设在所述动物筒插嘴上；各所述气溶胶采样管的一端位于所述暴露室外筒外侧，另一端连通所述暴露室内筒；各所述动物筒插嘴内穿设有一气溶胶吸入管，且所述气溶胶吸入管的一端位于所述动物筒插嘴中，另一端连通所述暴露室内筒；所述暴露室顶盖设置在最上一节所述可组合式暴露室的顶部，所述暴露室顶盖中部设置有一与所述暴露室内筒连通且可旋转的混合气溶胶进气口，所述混合气溶胶进气口的上方通过螺纹连接一气溶胶进气管，所述气溶胶进气管的进气端与一气溶胶发生器连接；所述暴露室底座包括一暴露室外筒底座和一暴露室内筒底座，最下一节所述可组合式暴露室的所述暴露室外筒和暴露室内筒分别对应坐落在所述暴露室外筒底座和暴露室内筒底座上；在所述暴露室外筒和暴露室内筒之间的所述暴露室内筒底座上设置有至少一圈通气孔；所述暴露室外筒底座中部设置有一可旋转的气溶胶排气口，所述气溶胶排气口通过螺纹连接一气溶胶排气管，所述气溶胶排气管的出口端与一抽气泵连接。

所述暴露室底座底部设置有一暴露室支承装置，所述暴露室支承装置包括设置在所述暴露室外筒底座下方的圆环形底板和通过螺钉间隔设置在所述底板下部的若干个支脚；所述底板的顶面沿圆周方向设置有若干个圆孔，每一所述圆孔中设置有一滚珠，设置在所述暴露室外筒底座底面的一圈凹槽坐落在各所述滚珠上。

所述动物筒包括一用来装入试验动物的圆柱形筒体，所述筒体的前端设置有一与所述动物筒插嘴连接的收缩口；所述筒体的后端设置有一密封端盖，所述密封端盖的中部通过螺纹连接一柱塞调整杆；所述柱塞调整杆位于所述筒体内的一端设置有一推拉球头，且所述推拉球头上设置有一圆形柱塞，所述柱塞的外缘上设置有“O”型密封圈；所述柱塞调整杆位于所述筒体外的一端设置有一把手。

所述暴露室外筒和暴露室内筒的上端分别设置有一圈外径稍小于所述暴露室外筒和暴露室内筒外径的凹缘，所述暴露室外筒和暴露室内筒的下端分别设置有一圈与上端所述凹缘相配合的凸缘，上层的所述可组合式暴露室通过下端所述凸缘与下层的所述可组合式暴露室的上端所述凹缘组合插接在一起，并配合密封圈以保证组合插接后的密封。

所述暴露室顶盖的底面分别设置有一圈与所述暴露室外筒和暴露室内筒的上端所述凹缘相配合的凸缘。

所述混合气溶胶进气口和气溶胶进气管之间设置有至少一根稀释空气进气管。

所述暴露室外筒底座和暴露室内筒底座上端均设置有一圈与所述暴露室外筒和暴露室内筒的下端所述凸缘相配合的凹缘。

所述混合气溶胶进气口和气溶胶排气口通过密封圈和压紧螺母分别与所述暴露室顶盖和暴露室外筒底座密封。

在所述底板的圆周向上间隔固定有若干压爪或通过螺钉固定一圈压盘，所述压爪或压盘包住所述暴露室外筒底座的外缘。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于可以根据试验需要设置多节暴露室，多节暴露室上、下串联一体，每节暴露室的圆周上各设置有若干气溶胶吸入管和动物筒，试验动物可装入动物筒内，仅将口鼻部对准气溶胶吸入管吸入试验气溶胶，因此，可以避免试验动物身体的其他部分暴露到试验气溶胶中，而使试验动物头部甚至身体的其他部位遭到试验气溶胶的污染。2、本发明由于将多节暴露室的内筒密闭连通，试验气溶胶在内筒内自上而下流过每节暴露室上设置的气溶胶吸入管被试验动物吸入，试验动物呼出的废气通过内筒和外筒之间的空腔排出暴露室，因此，这种结构不仅可以为试验动物提供均匀的呼吸气流，并且可保证试验动物呼出的废气不会污染试验气溶胶，从而使位于上、下暴露室中的试验动物吸入的都是同样浓度的、未被污染的气流。3、本发明由于在暴露室的进气端设置有一根气溶胶进气管和多根稀释空气进气管，因此，通过多根空气进气管进入的空气，可将通过气溶胶进气管进入的气溶胶进行稀释，调整成需要的试验气溶胶浓度，从而使进入暴露室的试验气溶胶浓度更加均匀。4、本发明由于在暴露室内筒和外筒之间的内筒底座上间隔设置有多圈通气孔，用以排出多余的试验气溶胶和试验动物呼出的废气，因此，多余的试验气溶胶和试验动物呼出的废气不会再回到暴露室内筒，保证了试验动物吸入的都是新鲜的试验气溶胶。5、本发明由于在最下层的暴露室的底部设置有一外筒底座，外筒底座下方设置有一圆环形底板，底板的顶面沿圆周方向设置有若干个圆孔，圆孔中设置有滚珠，设置在外筒底座靠近外周底面的一圈凹槽坐落在各个滚珠上，外筒底座连同整个暴露室可以自由转动，这种结构可为装取试验动物和气溶胶的采样提供方便，尤其适用于操作面受限的试验动物暴露装置。6、本发明由于在暴露室底板顶面通过螺钉固定有压盘，压住暴露室外筒底座的外缘，在底板的底面通过螺钉装有多个支脚，因此，可以保证暴露室转动时的稳定。本发明结构设计巧妙，既可以实现试验动物的口鼻暴露，保证试验气体浓度的稳定均衡，又可以方便进行试验气体的采样和试验动物的装取，因此，可广泛用于工业、农业、医学和军事科学等领域的动物吸入试验过程中。

附图说明

图1是本发明总装配结构剖视示意图

图2是本发明可组合式暴露室的剖视示意图

图3是本发明可组合式暴露室的俯视剖面示意图

图4是本发明动物筒的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明包括至少一节可组合式暴露室1、一暴露室顶盖2、一暴露室底座3、若干个动物筒4和一暴露室支承装置5。

如图2、图3所示，可组合式暴露室1包括一圆柱形暴露室外筒11和一位于暴露室外筒11内的圆柱形暴露室内筒12。在暴露室外筒11的筒壁上呈圆周辐射状设置有若干气溶胶采样管13和若干动物筒插嘴14，且各气溶胶采样管13的一端位于暴露室外筒11外侧，另一端连通暴露室内筒12。每一动物筒插嘴14内对应穿设有一气溶胶吸入管15，且气溶胶吸入管15的一端位于动物筒插嘴14中，另一端连通暴露室内筒12。暴露室外筒11和暴露室内筒12的上端分别设置有一圈外径稍小于暴露室外筒11和暴露室内筒12外径的凹缘16，暴露室外筒11和暴露室内筒12的下端分别设置有一圈与上端凹缘16相配合的凸缘17。上层的可组合式暴露室1可以通过下端凸缘17与下层的可组合式暴露室1上端凹缘16组合插接在一起，同时配合密封圈以保证组合插接后的密封。

如图1所示，暴露室顶盖2设置在最上一节可组合式暴露室1的顶部，且暴露室顶盖2的底面分别设置有一圈与暴露室外筒11和暴露室内筒12的上端凹缘16相配合的凸缘。暴露室顶盖2中部设置有一与暴露室内筒12连通且可旋转的混合气溶胶进气口21，混合气溶胶进气口21的上方通过螺纹连接一气溶胶进气管22，气溶胶进气管22的进气端与一气溶胶发生器连接(图中未示出)。混合气溶胶进气口21和气溶胶进气管22之间设置有至少一根稀释空气进气管23，用于通入清洁的稀释空气，以调整试验气溶胶至需要的浓度。

暴露室底座3包括一暴露室外筒底座31和一暴露室内筒底座32，且暴露室外筒底座31和暴露室内筒底座32上端均设置有一圈与暴露室外筒11和暴露室内筒12的下端凸缘17相配合的凹缘，最下一节可组合式暴露室1的暴露室外筒11和暴露室内筒12分别坐落在暴露室外筒底座31和暴露室内筒底座32上，并配合密封圈以保证密封性。在暴露室外筒11和暴露室内筒12之间的暴露室内筒底座32上设置有至少一圈通气孔(图中未示出)。暴露室外筒底座31中部设置有一可旋转的气溶胶排气口33，气溶胶排气口33通过螺纹连接一气溶胶排气管34，气溶胶排气管34的出口端与一抽气泵连接(图中未示出)。

如图1、图4所示，动物筒4包括一圆柱形筒体41，筒体41内可装入试验动物。筒体41的前端为一收缩口42，收缩口42插设在动物筒插嘴14内并与气溶胶吸入管15对正，试验动物的口鼻部从收缩口42露出，通过气溶胶吸入管15吸入试验气溶胶。筒体41的后端设置有一密封端盖43，密封端盖43的中部通过螺纹连接一柱塞调整杆44。柱塞调整杆44位于筒体41内的一端设置有一推拉球头45，且推拉球头45上设置有一圆形柱塞46，柱塞46的外缘上设置有“O”型密封圈，可防止气溶胶泄漏。柱塞调整杆44位于筒体41外的一端设置有一把手，旋转柱塞调整杆44可带动柱塞46在筒体41内前、后移动，使试验动物不能前、后活动。

如图1所示，暴露室支承装置5包括设置在暴露室外筒底座31下方的圆环形底板51和通过螺钉间隔设置在底板下部的若干个支脚52。底板51的顶面沿圆周方向设置有若干个圆孔，每一圆孔中设置有一滚珠53，设置在暴露室外筒底座31底面的一圈凹槽坐落在各个滚珠53上，可使暴露室外筒底座31连同其上部的多节可组合式暴露室1做自由圆周转动，以方便装取试验动物和气溶胶采样。

上述实施例中，混合气溶胶进气口21和气溶胶排气口33分别对应旋转设置在暴露室顶盖2和暴露室外筒底座31上，且通过密封圈和压紧螺母分别与暴露室顶盖2和暴露室外筒底座31进行密封，这样既可以不使暴露室内筒12中的气体泄漏，而且当可组合式暴露室1旋转时，可以保证气溶胶进气管22和气溶胶排气管34不随可组合式暴露室1转动。

上述实施例中，动物筒2的大小可根据不同种类试验动物的大小而定。

上述实施例中，为了保持上部多节可组合式暴露室1转动时的稳定，在底板51的圆周向上间隔固定有若干压爪或通过螺钉固定一圈压盘54，压爪或压盘54包住暴露室外筒底座31的外缘。

本发明的试验流程如下：

1)气溶胶气体在气溶胶发生器的作用下由气溶胶进气管22引入，通过稀释空气进气管23通入的清洁稀释空气，稀释调整至需要的浓度，形成混合试验气溶胶；

2)试验气溶胶通过试验气溶胶进气管22进入可组合式暴露室1的暴露室内筒12，并向下流动，在流经各节可组合式暴露室1上设置的气溶胶吸入管15时，试验气溶胶通过气溶胶吸入管15被试验动物的口鼻部吸入；

3)多余的试验气溶胶和试验动物呼出的废气在抽气泵的作用下，通过动物筒插嘴14和气溶胶吸入管15之间的空隙被抽到每节可组合式暴露室1的暴露室内筒12和暴露室外筒11之间的空腔内，并向下流动；经过暴露室内筒底座32上设置的通气孔、气溶胶排气口33和气溶胶排气管34排出。

在进行上述试验流程的同时，可以随时转动整个可组合式暴露室1，通过气溶胶采样管13抽取暴露室内筒12中的试验气溶胶，进行浓度的检测。

上述实施例中，当用小鼠、大鼠、豚鼠等小的动物做试验时，可以仅仅让动物的口鼻部暴露到试验气流中，身体的其他部位甚至头部都不会被试验材料污染。当用比较大的动物做试验时，可以通过给比较大的试验动物佩戴吸入面罩，吸入面罩连接进气管道和排气管道，向局部提供试验气流实现。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置，它包括至少一节可组合式暴露室、一暴露室顶盖、一暴露室底座和若干个动物筒，其特征在于：

所述可组合式暴露室包括一圆柱形暴露室外筒和一位于所述暴露室外筒内的圆柱形暴露室内筒；在所述暴露室外筒的筒壁上呈圆周辐射状设置有若干气溶胶采样管和若干动物筒插嘴，且所述动物筒对应插设在所述动物筒插嘴上；各所述气溶胶采样管的一端位于所述暴露室外筒外侧，另一端连通所述暴露室内筒；各所述动物筒插嘴内穿设有一气溶胶吸入管，且所述气溶胶吸入管的一端位于所述动物筒插嘴中，另一端连通所述暴露室内筒；

所述暴露室顶盖设置在最上一节所述可组合式暴露室的顶部，所述暴露室顶盖中部设置有一与所述暴露室内筒连通且可旋转的混合气溶胶进气口，所述混合气溶胶进气口的上方通过螺纹连接一气溶胶进气管，所述气溶胶进气管的进气端与一气溶胶发生器连接；

所述暴露室底座包括一暴露室外筒底座和一暴露室内筒底座，最下一节所述可组合式暴露室的所述暴露室外筒和暴露室内筒分别对应坐落在所述暴露室外筒底座和暴露室内筒底座上；在所述暴露室外筒和暴露室内筒之间的所述暴露室内筒底座上设置有至少一圈通气孔；所述暴露室外筒底座中部设置有一可旋转的气溶胶排气口，所述气溶胶排气口通过螺纹连接一气溶胶排气管，所述气溶胶排气管的出口端与一抽气泵连接；所述暴露室底座底部设置有一暴露室支承装置，所述暴露室支承装置包括设置在所述暴露室外筒底座下方的圆环形底板和通过螺钉间隔设置在所述底板下部的若干个支脚；所述底板的顶面沿圆周方向设置有若干个圆孔，每一所述圆孔中设置有一滚珠，设置在所述暴露室外筒底座底面的一圈凹槽坐落在各所述滚珠上；

所述动物筒包括一用来装入试验动物的圆柱形筒体，所述筒体的前端设置有一与所述动物筒插嘴连接的收缩口；所述筒体的后端设置有一密封端盖，所述密封端盖的中部通过螺纹连接一柱塞调整杆；所述柱塞调整杆位于所述筒体内的一端设置有一推拉球头，且所述推拉球头上设置有一圆形柱塞，所述柱塞的外缘上设置有“O”型密封圈；所述柱塞调整杆位于所述筒体外的一端设置有一把手；

所述混合气溶胶进气口和气溶胶排气口通过密封圈和压紧螺母分别与所述暴露室顶盖和暴露室外筒底座密封。

2.如权利要求1所述的一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置，其特征在于：所述暴露室外筒和暴露室内筒的上端分别设置有一圈外径稍小于所述暴露室外筒和暴露室内筒外径的凹缘，所述暴露室外筒和暴露室内筒的下端分别设置有一圈与上端所述凹缘相配合的凸缘，上层的所述可组合式暴露室通过下端所述凸缘与下层的所述可组合式暴露室的上端所述凹缘组合插接在一起，并配合密封圈以保证组合插接后的密封。

3.如权利要求2所述的一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置，其特征在于：所述暴露室顶盖的底面分别设置有一圈与所述暴露室外筒和暴露室内筒的上端所述凹缘相配合的凸缘。

4.如权利要求1或2或3所述的一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置，其特征在于：所述混合气溶胶进气口和气溶胶进气管之间设置有至少一根稀释空气进气管。

5.如权利要求2或3所述的一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置，其特征在于：所述暴露室外筒底座和暴露室内筒底座上端均设置有一圈与所述暴露室外筒和暴露室内筒的下端所述凸缘相配合的凹缘。

6.如权利要求5所述的一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置，其特征在于：所述暴露室外筒底座和暴露室内筒底座上端均设置有一圈与所述暴露室外筒和暴露室内筒的下端所述凸缘相配合的凹缘。

7.如权利要求2或3或6所述的一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置，其特征在于：在所述底板的圆周向上间隔固定有若干压爪或通过螺钉固定一圈压盘，所述压爪或压盘包住所述暴露室外筒底座的外缘。

8.如权利要求4所述的一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置，其特征在于：在所述底板的圆周向上间隔固定有若干压爪或通过螺钉固定一圈压盘，所述压爪或压盘包住所述暴露室外筒底座的外缘。

9.如权利要求5所述的一种啮齿动物口鼻吸入动态暴露装置，其特征在于：在所述底板的圆周向上间隔固定有若干压爪或通过螺钉固定一圈压盘，所述压爪或压盘包住所述暴露室外筒底座的外缘。

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