CN101820748B - 将处理物质注射到卵中的方法和相应的注射头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及将物质注射到卵中的注射方法及用于实施所述方法的注射头。该方法包括通过移动针刺穿卵的卵壳和至少壳膜的步骤，以及随后通过所述针注射处理物质的步骤，所述刺穿步骤包括针(22)以第一穿透力刺穿卵壳(91)的第一移动，以及随后针以小于第一穿透力的第二穿透力刺穿至少壳膜(92)的第二移动。
Description
本发明涉及将物质注射到卵，尤其是鸟类卵中的注射方法和用于实施所述方法的注射头。
注射头因将诸如疫苗、抗生素或维生素的处理物质直接注射到卵中以限制胚胎的死亡率或增加胚胎生长而著称。这类注射头通常包括能在运输待处理的卵的输送器(conveyor)的上方垂直移动的许多注射器，卵通常被置于所谓的孵育盘(incubation tray)中的齿槽中。
尤其是在专利文件FR2873894中，提议了一种注射头，在该注射头中，每一个注射器都装备有其自身的移动工具，以便用于将注射器自抬高的位置移向其针能将物质注射到卵内的注射位置。注射头包括用于放置在待处理的卵的上方的固定的注射器支架(injection support)，和安装于所述注射器支架上的注射器，每一个注射器都包括注射体(injection body)，安装于所述注射体上、并与所述注射体的入口相通以提供至少一种待注射的物质的注射针，以及个体移动工具，诸如气动传动装置(pneumatic actuator)，借助于该个体移动工具，注射器连接于上所述注射器支架，所述移动工具能在抬高的位置和注射位置间移动所述注射体。在向注射位置移动期间，针刺穿卵的卵壳。刺穿卵壳后，针刺穿壳膜以便将处理物质注射到羊水中或直接注射到胚胎中。
在两个注射周期间，必须将注射器消毒以防止自一个卵向另一个的任何污染。在这种注射器中，针既用于刺穿卵壳又用于注射物质，其优势之一为，在两个注射周期间可对其进行简便高效的消毒。然而限定针的穿透力(penetration force)的气动传动装置的压力的调节，已证明尤为棘手。这是因为压力必须足以刺穿卵壳，尤其要防止针在卵壳上跳弹。如果压力太高，针可能打破卵壳和/或过于猛烈地刺穿壳膜或胚胎，这可能对胚胎造成不可逆的损伤。另外，为了刺穿卵壳进而刺穿壳膜，传动装置的移动距离相对长，且传动装置的支杆有扭转趋势。
为部分地解决这些问题，专利文件FR2838920中建议在压力下自卵的气穴(air pocket)注射处理物质，从而使物质通过压力穿过壳膜后到达羊水。然而该方案并不适用于无抗压性物质的注射，尤其是疫苗。
还存在已知的注射头，在该注射头中，注射器包括其中可滑动地安装针的穿孔器(punch)，首先将穿孔器降低，刺穿卵壳，以及随后将针降低，注射物质。然而，已证明这种类型注射器的穿孔器和针系统非常难以清洁。
WO 98/31216公开了将流体物质注射到卵的装置，包括注射器，置于每个注射器之间的针以及横梁总成(bridge assembly)。
本发明的目的是提议一种以减轻上述弊端为目标的方案，使得其尤其可能刺穿卵壳并有效注射物质，同时允许在两次注射间对注射器进行高效安全的消毒。
为此目的，本发明的目的为，将至少一种处理物质注射到卵内的方法，其包括通过针的移动刺穿卵壳和至少壳膜的步骤，以及随后借助所述的针注射处理物质的步骤，其特征在于，所述刺穿步骤包括针以第一穿透力刺穿卵壳的第一移动，以及随后针以小于第一穿透力的第二穿透力刺穿至少壳膜的第二移动。
根据本发明，首先使用于刺穿和注射的针以足够的穿透力移动，刺穿卵壳，在该初始第一移动结束时，针的远端仍然放置于卵的气穴中。接着，使针以较低的穿透力移动，仅仅穿过壳膜。用于刺穿和注射的这种针，在两个注射周期间易于清洁，其在两次中的移动使针的穿透力适应每次待进行的刺穿成为可能，从而确保刺穿卵壳和有效注射。
根据一具体特征，第一穿透力大于或等于10牛顿(N)，第二穿透力小于10N。优选地，第一穿透力为至少20N，优选为20-30N，例如约25N，和/或第二穿透力为2-7N，例如大约4N。
本发明的另一目的为用于将至少一种物质注射到卵中的注射头，包括
-用于放置在待处理的卵的上方的注射器支架，和
-安装于所述注射器支架上的至少一个注射器，其包括注射体，安装于所述注射体上、能提供至少一种待注射的物质的注射针，以及能在抬高的位置和注射位置间移动所述注射体的个体移动工具，且优选借助该个体移动工具，将注射器与所述注射器支架相连，
特征在于，所述注射头包括固定的底架，所述注射器支架可移动地安装于该底架上，和能在高位和低位间移动所述注射器支架的主移动工具，所述注射头能被控制单元(control unit)控制，以便借助主移动工具使注射器支架自其高位向其低位移动，以便用在抬高的位置处的注射体的针，凭借第一穿透力刺穿卵的卵壳，以及随后使所述注射体自其抬高的位置向其注射位置移动，以便用针凭借低于第一穿透力的第二穿透力刺穿至少壳膜，将物质注射到卵中。
根据一具体特征，每一注射器包括引导和保护所述针的管子，其安装于所述注射体上，以便能在缩回位置和无效位置间移动，在缩回位置中，针相对于所述管子的远端是突出的，在无效位置中，所述管子围绕针的至少远端部分，所述管子借助于弹性工具向其无效位置被有弹性地推进，并且，当注射器支架处于低位时，能通过使其远端抵靠卵而使其向可缩回位置移动。
根据另一具体特征，所述个体移动工具能将注射体移动到管子处于最大缩回位置的注射位置。
根据一实施方案，主移动工具包括至少一个主传动装置，优选气动的，该主传动装置的部件(elements)即该主传动装置的缸(cylinder)和杆(rod)之一，连接于底架，其另一个部件连接于注射器支架，优选缸连接于底架，且杆的末端连接于注射器支架。注射器的个体移动工具也包括至少一个个体传动装置，优选气动的，该个体传动装置的部件即该个体传动装置的缸和杆之一，连接于注射器支架，其另一个部件连接于注射体，优选缸连接于注射器支架，且杆的末端连接于注射体。
注射头有利地包括许多以一排或多排的形式安装于注射器支架上的注射器。
根据一具体特征，主移动工具的力是限定的，从而每一个针的第一穿透力为至少10N，对于安装于注射器支架上的n个注射器而言，主移动工具的力因此为至少n×10N，限定个体移动工具的力，从而使每一个针的第二穿透力少于10N。
在本发明目前优选的具体实施方案的详细说明描述中，参考附图，本发明将会得以更好地理解，其他的目标、细节、特征和优势将会显 现得更加清晰。
-图1为根据本发明的注射头的纵切面的示意图，注射器支架处于高位，注射器位于待处理的卵上方的抬高的位置；
-图2描述的图与图1相似，注射器支架处于低位，以便刺穿卵壳，注射器抵靠卵处于抬高的位置；以及
-图3为与图1和2相似的图，注射器支架处于低位，注射器处于注射位置，以便将物质注射到卵中。
参考图1，注射头1包括多个安装于注射器支架4上的注射器2a-d以便能垂直移动，所述注射器支架自身被安装以便能在固定的底架5上垂直移动，该固定的底架用于放置在输送待处理的卵的输送器(未显示)上方。
每一注射器2a-2d包括形状大体上为圆柱状的注射体21，该注射提21包括实心的上部和中空的管状底部，其内通道内安装着优选可移动的注射针22。针包括例如由不锈钢制造的中空杆，和倾斜的远端22a及配备有管状连接构件(connecting piece)的近端，该连接构件将近端与注射体连接。注射体的上部包括可与针的中空杆进行流体相通的入口23，入口装备有用于将其与分配待注射的物质的系统连接的连接构件。针在注射体的内通道内延伸，而且其远端22a放置于注射体底端外。用于引导和保护针的管子24也称为套管(sleeve)或套筒(socket)，滑动地安装于内通道内，并通过安装于管子的近端和注射体上部间的压缩弹簧被推向所谓的无效位置。管子能在管子内缩回，与弹簧相反，远至最大缩回位置，在该位置，管子例如抵靠注射体的上部或针的连接构件。管子在其内通道内容纳针，以便引导和保护它。为安装管子和针，注射体包括例如用螺丝固定于中空底部上可移动的上部。管子包括位于其远端的端部构件(end piece)25，成定中心和支柱挂筒(centringand support cup)的形式，例如由柔韧性的原料诸如硅树脂制成，借助于该端部构件，使管子抵靠待处理的卵。图1中所示的无效位置，例如管子抵靠内通道的侧翼，针的远端定位于管内或端部构件内，相对于端部构件的圆形边缘缩回。注射体有利地装备有上述的专利文件中所述的清洁针的工具。管子的和/或挂筒的底部将例如装备有用于在两 个注射周期间将消毒剂注射到针上的槽(未显示)。
每一个注射器也包括个体移动系统，这里由个体气动传动装置26构成。注射体通过其上部，安装于个体传动装置的支杆26a末端，而且注射器借助于个体传动装置的汽缸26b，安装于注射器支架4上。个体传动装置在图1和2所示的抬高的位置和图3所示的低注射位置间单独地移动每一个注射体，如下文所述，这一位置因待处理的卵的大小不同而各异。
注射器借助于它们的传动装置的汽缸以一排或多排的形式垂直地安装于注射器支架上。例如，注射头包括4排平行的注射器，如图中所示的每一个注射器2a-2d都属于不同的排。注射器支架4的形状为硬质盘状，个体传动装置的缸26b在注射器支架上延伸，承载注射体的传动装置杆在注射器支架下延伸。每一个个体传动装置结合有用于引导垂直平移和抗旋转的系统，包括安装于注射器支架上的引导杆(guidance rod)41，其与传动装置平行向下延伸并穿过与传动装置杆相互依存的水平盘42中的洞。
注射器支架借助于至少一个主气动传动装置6基本上水平地安装于底架5上。这一主传动装置由底架5上的缸61组装，注射器支架4被组装在主传动装置杆62的游离末端。主传动装置能在如图1所示的高位和如图2和3所示的低位间移动注射器支架，其中注射器支架抵靠安装于底架上缓冲系统(damping system)51。底架固定地放置于运送孵育盘的输送器上方，在该孵育盘的齿槽中，放置待处理的卵。成排的注射器以与盘的移动方向垂直的方位放置。
现在参考附图给出本发明的借助于注射头的注射周期的描述。
将孵育盘置于注射头下，齿槽与注射器基本上垂直排列。卵被置于盘中的齿槽内，卵的大侧向上。在所述实例中，注射器2a与含有小型的卵9a的齿槽呈一条直线，注射器9b和9c与含有正常大小的卵的齿槽呈一条直线，而注射器2d与空的齿槽呈一条直线。注射器支架处于高位且注射体处于抬高的位置。注射器垂直地放置于卵的上方且远离卵。
首先，头控制单元开动主传动装置6以便降低注射器支架到其低位，如图2所示。在该移动过程中，注射器2a-c的挂筒25与面对的卵9a、9b、9c接触，它们的管子24与弹簧相反，部分地缩回到注射体21底部。这一缩回移动因此使得针22能自管内伸出并刺穿卵壳91以便穿透卵。主传动装置的力是限定的，因此针的穿透力足够刺穿卵壳而不会使其破碎。如上文所指出的，每一个针的穿透力为至少10N。对于n个安装于注射器支架上的注射器而言，主传动装置的力因此为至少n×10N。主传动装置的移动是限定的，因此使得在注射器支架的低位，所有的卵壳甚至是那些小型的卵9a都可以被刺穿，并使得如附图标记92示意性所示的卵的壳膜不被针刺穿，因此针的游离末端不得不定位于卵的气穴中。如可在图2中所观察到的，注射器2a、2b和2c的管子24根据卵的大小多少缩回，但没有到达它们的最大缩回位置。在对面的卵不存在时，注射器2d的针在管子中受到保护，保持在无效位置。
然后开动注射器的个体传动装置26，以便使注射体单独地向它们的注射位置移动，如图3所示。每一个体传动装置的力恰好足够使刺穿壳膜成为可能。该力稍微大于管24弹簧的弹性回复力，而且是限定的，以便一旦管子24到达其最大缩回位置，传动装置体的移动就立即停止。因此当其管子处于最大缩回位置时，就到达每一注射体的注射位置。因而根据卵的大小，注射体的注射位置自一个注射器到另一个注射器而不同。如能在图3中所观察到的，注射器2b和2c的个体传动装置26的杆26a与注射器2a的个体传动装置的支杆相比，仅有轻微地展开。在没有任何卵存在的情况下，注射器2d的管子24保持在其无效位置而且其传动装置的杆展开到最大程度。在注射体的这些注射位置，针已穿过卵的壳膜92。然后能实现经由针注射物质，例如在卵的羊水中。注射器的入口连接于分配待注射的物质的系统。连接有注射器的入口23的分配系统然后能被头控制单元控制，以便送递给定量的待注射的物质。例如，主传动装置的力为每一针提供大约25N的穿透力，其移动距离为约50mm。就承载每排10个共4排40个注射器的注射器支架而言，主传动装置的力为约1000N。每一个体传动装置的力提供约4N的穿透力，而且其最大移动距离为约30mm。
可以如此限定针的长度和管子的长度和移动距离，即当开动个体传动装置时，针刺穿壳膜和尿囊膜以便将物质注射到尿囊液中，或刺穿壳膜、尿囊膜和羊膜以便注射到羊水中。也能准备好针刺穿胚胎，以便将物质直接注射到其中。
一旦实施注射，注射体即在个体传动装置的控制下返回到它们的缩回位置，而且注射器支架在主传动装置的控制下回到其高位。这些传动装置的指令可顺序或基本上同时实现。在这些移动期间，管子在弹簧的作用下回到无效位置，以便保护针。
尽管在与具体实施实施方案有关的情况下，描述了本发明，但是显然，它绝不仅限于此，而且所述方法的所有技术等同物及其组合出现于本发明的范围内，它包括它们。
Claims (10)
1.将至少一种处理物质注射到卵中的方法，包括通过移动针刺穿卵壳和至少壳膜的步骤，以及随后经由所述针注射所述处理物质的步骤，特征在于，所述刺穿步骤包括针(22)以第一穿透力刺穿卵壳(91)的第一移动，以及随后针以小于所述第一穿透力的第二穿透力刺穿至少壳膜(92)的第二移动。
2.根据权利要求1的注射方法，特征在于第一穿透力大于或等于10N，第二穿透力小于10N。
3.根据权利要求2的注射方法，特征在于第一穿透力为20-30N。
4.根据权利要求2或3的注射方法，特征在于第二穿透力为2-7N。
5.用于将至少一种物质注射到卵中的注射头，包括：
-用于放置在待处理的卵的上方的注射器支架，和
-安装于所述注射器支架上的至少一种注射器，其包括注射体，安装于所述注射体上、能提供至少一种待注射的物质的注射针，以及能在抬高的位置和注射位置间移动所述注射体的个体移动工具，
特征在于所述注射头包括固定的底架(5)，在其上可移动地安装所述注射器支架(4)，和能在高位和低位间移动所述注射器支架的主移动工具，所述注射头能被控制以便借助于主移动工具将所述注射器支架自其高位向其低位移动，以便用抬高的位置处的注射体(21)的针(22)，凭借第一穿透力，刺穿卵(9a、9b、9c)的卵壳(91)，以及随后将所述注射体自其抬高的位置向其注射位置移动，以便用针凭借小于第一穿透力的第二穿透力刺穿卵的壳膜，将物质注射到卵中。
6.根据权利要求5的注射头(1)，特征在于所述注射器(2a、2b、2c、2d)包括用于引导和保护所述针(22)的管子(24)，其安装于所述注射体(21)上，以便能在缩回位置和无效位置间移动，在所述缩回位置，针相对于所述管子的远端是突出的，在所述无效位置，所述管子围绕所述针的至少远端部分，所述管子借助于弹性工具被有弹性地向其无效位置推进，并且当所述注射器支架(4)处于低位时，能通过将其远端抵靠卵(9a、9b、9c)而使其向缩回位置移动。
7.根据权利要求6的注射头，特征在于所述个体移动工具能将注射体移动到所述管子(24)处于最大缩回位置的注射位置。
8.根据权利要求5-7中任一项的注射头，特征在于所述主移动工具包括至少一个主传动装置(6)，所述主传动装置(6)的部件即缸(61)和杆(62)之一，连接于所述底架(5)，其另一个部件连接于所述注射器支架(4)。
9.根据权利要求5-7中任一项的注射头，特征在于注射器个体移动工具包括至少一个个体传动装置，所述个体传动装置的部件即所个体传动装置部件的缸(26b)和杆(26a)之一，连接于所述注射器支架(4)，其另一个部件连接于所述注射体。
10.根据权利要求5-7中任一项的注射头，特征在于其包括多个安装于所述注射器支架上的注射器。
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