CN107875169A - 矽肺肺纤维化动物模型的建立方法及专用插管装置 - Google Patents

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邵华
杜忠君
陈尚雅
于功昌
姜岩
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Abstract

本发明涉及一种矽肺肺纤维化动物模型的建立方法和专用插管装置。一种矽肺肺纤维化动物模型的建立方法包括以下步骤，(1)对大鼠进行麻醉后固定，暴露大鼠的声门；(2)在冷光源的照射下，将插管组件插入气管；(3)查看检测组件中盛装液体的水位的变化情况，当水位上下波动时，则判断插管组件插入气管中；(4)确认插管组件插入气管后，给大鼠注射SiO2悬浊液。本发明的有益效果为：本发明的插管装置通过设置检测组件可以有效的检测大鼠的插管是否正确，从而降低大鼠的死亡率，提高模型建成成功率。

Description

矽肺肺纤维化动物模型的建立方法及专用插管装置
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种矽肺肺纤维化动物模型的建立方法及专用插管装置。
背景技术
矽肺是由于长期暴露于游离二氧化硅粉尘引起的以机体肺纤维化改变为主的全身性疾病，是最为常见的职业病。其潜伏期较长且发病机制复杂，即使脱离粉尘环境病情仍可进展，目前尚无有效治疗矽肺的药物和方法，严重危害着劳动者的身心健康。
在探索矽肺发病机制、研发相关治疗药物时往往需要开展动物实验，而成功建立矽肺动物模型至关重要。目前矽肺动物模型常用的给药方法为一次性气管插管法，可将药物直接注入实验动物两肺，分为有创和无创两种。有创的插管方法成功率高，但会对大鼠气管及周围组织造成创伤，增加了非实验因素对实验结果的影响；无创插管法手术时间短、创伤小，感染机率小，但对术者操作的熟练程度和实验设备要求较高。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种矽肺肺纤维化动物模型的建立方法及专用插管装置，其具有操作简便，成功率高，易于推广等特点。
本发明的目的是提供一种建立矽肺肺纤维化动物模型的专用插管装置。
根据本发明具体实施方式的建立矽肺肺纤维化动物模型的专用插管装置，包括插管组件、检测组件和注液部，所述插管组件包括内管和外管，所述内管套设在所述外管中；所述外管的上部开设有注液口，所述注液口上可拆卸的连接有注液部，所述外管的开口上可拆卸的连接有检测组件，所述检测组件通过所述检测组件中盛装液体的水位的变化提示是否插管正确。
根据本发明具体实施方式的建立矽肺肺纤维化动物模型的专用插管装置，所述检测组件包括依次连通的上管、水管及下管，所述下管可拆卸的连接在所述注液口上，所述水管的直径大于所述上管的直径，所述水管的直径大于所述下管的直径。
根据本发明具体实施方式的建立矽肺肺纤维化动物模型的专用插管装置，所述注液口上安装有第一阀门，以控制所述注液口的开闭。
根据本发明具体实施方式的建立矽肺肺纤维化动物模型的专用插管装置，所述内管采用的材质为金属，所述外管采用的材质为塑料。
根据本发明具体实施方式的建立矽肺肺纤维化动物模型的专用插管装置，所述开口上安装有第二阀门，以控制所述开口的开闭。
本发明的再一发明目的在于提供一种利用此专用插管装置的矽肺肺纤维化的动物模型的建立方法。
根据本发明具体实施方式的矽肺肺纤维化动物模型的建立方法，包括以下步骤，
(1)对大鼠进行麻醉后固定，暴露大鼠的声门；
(2)在冷光源的照射下，将插管组件插入气管；
(3)查看检测组件中盛装液体的水位的变化情况，当水位上下波动时，则判断插管组件插入气管中；
(4)确认插管组件插入气管后，给大鼠注射SiO2悬浊液。
根据本发明具体实施方式的矽肺肺纤维化动物模型的建立方法，大鼠麻醉前，称重大鼠，对大鼠以10％水合氯醛进行腹腔注射。
根据本发明具体实施方式的矽肺肺纤维化动物模型的建立方法，其特征在于，SiO2悬浊液为用生理盐水配成浓度为50mg/ml的SiO2悬浊液，且在121℃高压灭菌40min。
根据本发明具体实施方式的矽肺肺纤维化动物模型的建立方法，查看检测组件中盛装液体的水位的变化情况，若水位没有上下波动，则判断插管组件插入食管中，立即拔出插管组件。
根据权利要求6所述的矽肺肺纤维化动物模型的建立方法，其特征在于，步骤(4)中，当大鼠处于吸气状态时，快速注入SiO2悬浊液，并迅速少量多次推入0.5ml左右的空气。
本发明的有益效果为：
本发明的插管装置通过设置检测组件可以有效的检测大鼠的插管是否正确，从而降低大鼠的死亡率，提高模型建成成功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明建立矽肺肺纤维化动物模型的专用插管装置的结构示意图；
图2是大鼠肺组织HE染色组织切片图(×200倍)，其中，2-1为实验组， 2-2为对照组；
图3是大鼠肺组织Masson染色组织切片图(×200倍)，其中，3-1为实验组，3-2为对照组。
附图标记
1-插管组件；11-外管；12-内罐；2-检测组件；21-上管；22-水管；23-下管； 3-注液部。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实验材料
1.1实验动物及分组
健康SPF级Wistar雄性大鼠20只，北京维通利华实验动物技术有限公司提供，许可证号为SCXK(京)2016-0011，体重180～200g。适应性饲养3天后，将大鼠随机分为2组，即阴性对照组和SiO2模型组，每组10只。阴性对照组采用非暴露法气管内一次性灌注1ml/kg生理盐水，SiO2模型组采用非暴露法气管内一次性灌注1ml/kgSiO2混悬液建立动物矽肺模型。
1.2主要仪器与试剂
手术照明冷光源，上海玉研科学仪器有限公司；
202型电热恒温干燥箱，北京市永光明医疗仪器有限公司；
高压锅，淄博新时代仪表制造有限公司；
水合氯醛，上海国药集团化学试剂有限公司，批号：20160414；
SiO2粉尘，Sigma-Alorich，批号：BCBP9096V；
生理盐水，山东科伦药业有限公司，批号：B160524021。
1.3其它实验器材
棉棒；1ml注射器；金属支架；结实的细绳；压舌板；组织镊；纱布；16G 插管组件(长度55mm)；烧杯；玛瑙研钵；电子天平。
本研究经山东省医学科学院实验动物伦理委员会批准。
实施例1
如图1所示，本发明的建立矽肺肺纤维化动物模型的专用插管装置，包括插管组件、检测组件和注液部，所述插管组件包括内管和外管，所述内管套设在所述外管中。所述内管采用的材质为金属，所述外管采用的材质为塑料的软胶管，软胶管不会损伤大鼠的气管，内管采用具有刚性的金属材质可以有效支撑外管，防止穿插中折瘪，不通气。
所述外管的开口上可拆卸的连接有注液部，所述开口上安装有第二阀门，以控制所述开口的开闭。注液部的具体结构可以采用注射器等结构。注射器的前端可直接插在外管的开口上，通过插拔实现可拆卸连接，或者外管、注射器的前端分别设置螺纹、螺口，实现可拆卸连接。
所述外管的上部开设有注液口，所述注液口上可拆卸的连接有检测组件，所述检测组件包括依次连通的上管、水管及下管，所述下管可拆卸的连接在所述注液口上，所述水管的直径大于所述上管的直径，所述水管的直径大于所述下管的直径，所述注液口上安装有第一阀门，以控制所述注液口的开闭。使用过程中，将水管注入一定体积的水或生理盐水，打开第一阀门，大鼠的气管中会产生呼吸的气流，通过所述检测组件中盛装液体的水位的变化提示是否插管正确。
实施例2
1.实验前准备
(1)在组织镊上绑上一圈纱布，避免夹出舌体时太过用力造成大鼠舌体损伤；
(2)在与实验大鼠身长相似的金属支架顶端两侧各钉一个钉子，将细绳固定在钉子上，用来钩住大鼠的上门齿，起到固定大鼠的作用；
(3)向检测组件中注入清水，使水管中水量略少于二分之一，用于检验插管是否正确插入大鼠气管。
(4)配制SiO2混悬液：先将SiO2 140℃干燥2h，经研磨后，用生理盐水配成浓度为50mg/ml的SiO2悬浊液，121℃高压灭菌40min，给药前充分摇匀。 (5)配制水合氯醛溶液：用生理盐水将水合氯醛配成10％的溶液，现配现用。
2.气管插管
(1)动物称重后，对实验大鼠以10％水合氯醛(3.5ml/kg)进行腹腔注射，待3～5min后大鼠进入麻醉状态，对其进行无菌操作下的经口气管插管。
将麻醉后的大鼠上门齿固定在金属支架的细绳上，使大鼠头朝上，与手术台呈80度角。
(2)打开冷光源，将光源对准大鼠的声门，助手用缠上纱布的组织镊将大鼠舌体向前外侧拉出口腔，以免干扰视线。术者左手用压舌板抵住大鼠舌根的白色三角区域，暴露其声门，在冷光源照射下可看到大鼠喉部有一个透亮区，气管口随着大鼠呼吸一张一合，右手持插管组件于大鼠气管上方，趁气管口张开的瞬间迅速将插管组件插入气管，插管过程中能够感受到气管口略带阻力，
此时助手可松开组织镊。
(3)打开第一阀门，连通插管组件和检测组件，若可明显看到水注在下管
内上下波动，且幅度较大，说明插入到气管中；反之，若水注无明显波动，
则立即拔管，待大鼠休息后重新插管。
(4)给药事先用1ml注射部抽取需要注入的生理盐水或SiO2悬浊液 (1ml/只)，若经验证插入气管，拔下输液器，将药物通过套管注入大鼠气道。当大鼠处于吸气状态时快速注入药物并迅速少量多次推入0.5ml左右的空气，
以保证药物通过大鼠气道进入肺内。
给完药后迅速拔出插管组件，并对大鼠进行按摩，双手环住大鼠身体，用拇指快速上下轻按大鼠胸腹部，并适当晃动大鼠身体，促进药物在肺内均匀分布。待大鼠呼吸平稳，将大鼠放在一个有平缓坡度的支架上，头在高处，身体采用右侧卧位，注意转移过程中不要让大鼠的头朝下。等待大鼠苏醒，放回鼠笼。
实施例3实验材料的获取
观察灌注后大鼠的死亡率，并分别与气管切开插管组、盲插组进行对比。待存活大鼠全部苏醒后，放回笼内饲养。第28d时对大鼠进行麻醉，在固定板上对大鼠进行解剖，暴露大鼠心脏，在右心耳剪一小口，用注射器针头从大鼠左心室插入并分别用120ml PBS缓冲液和4％多聚甲醛进行灌注，将大鼠血液冲出体外，取出肺组织，用4％多聚甲醛冲洗、固定，4℃保存。后经脱水、透明、石蜡包埋、切片处理，行HE染色和Masson染色。
表1大鼠死亡率对比数据
结论：本发明的大鼠死亡数量为1只，死亡率仅为5％，而气管切开插管组和盲插组的死亡率分别为15％和20％，明显高于本发明。
表2大鼠插管操作时间和插管次数/n＝20
结论：与颈部透视插管组比较，*P<0.01；与盲插组比较，#P<0.01
对照组和模型组大鼠给药后前期均出现饮食减少体重减轻的现象，至第三天对照组大鼠恢复正常，后期体重增长情况良好，毛发有光泽，饮食状况等一切正常，模型组大鼠出现毛枯、喘息、体重增长缓慢等现象，于造模第3天一只大鼠死亡。造模第28天解剖发现，对照组大鼠肺组织呈正常的粉红色，大小正常，质地软，弹性好；而模型组大鼠肺脏偏白色，明显增大，质地较硬，弹性较差，肉眼可见白色斑点结节状病灶，触之有沙粒感。
大鼠肺组织HE和Masson染色结果
肺组织切片HE染色结果显示，对照组大鼠肺组织结构清晰，肺泡壁薄，未见明显炎细胞浸润。实验组大鼠肺组织原有结构破坏，肺泡间隔增宽，肺间质炎症细胞浸润，成纤维细胞大量增生，在支气管周围更为明显，见附图2。 Masson染色结果显示，对照组大鼠肺间质和支气管周围仅有少量纤细的胶原分布。模型组大鼠肺间质可见大片状密集的蓝色胶原纤维沉积，在局部肉芽组织、支气管和及血管壁周围胶原增生更为明显，见附图3。
本发明的在检验气管插管成功与否专用插管装置，使用方便、结果直观。以往实验采用的方法包括回抽注射器看是否有气泡，观察大鼠呼吸和心跳情况，主要是术者的主观感受，可能出现判断错误的情况；在导管口放置棉花纤维，观察随大鼠呼吸棉花纤维的摆动情况，但有时若插入大鼠食管也会使棉花纤维摆动，从而判断有误。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种建立矽肺肺纤维化动物模型的专用插管装置，其特征在于，包括插管组件、检测组件和注液部，所述插管组件包括内管和外管，所述内管套设在所述外管中；所述外管的上部开设有注液口，所述注液口上可拆卸的连接有注液部，所述外管的开口上可拆卸的连接有检测组件，所述检测组件通过所述检测组件中盛装液体的水位的变化提示是否插管正确。
2.根据权利要求1所述的建立矽肺肺纤维化动物模型的专用插管装置，其特征在于，所述检测组件包括依次连通的上管、水管及下管，所述下管可拆卸的连接在所述注液口上，所述水管的直径大于所述上管的直径，所述水管的直径大于所述下管的直径。
3.根据权利要求1或2所述的建立矽肺肺纤维化动物模型的专用插管装置，其特征在于，所述开口上设置有第二阀门，以控制开口的开闭。
4.根据权利要求1所述的建立矽肺肺纤维化动物模型的专用插管装置，其特征在于，所述内管采用的材质为金属，所述外管采用的材质为塑料。
5.根据权利要求1所述的建立矽肺肺纤维化动物模型的专用插管装置，其特征在于，所述注液口上安装有第一阀门，以控制所述注液口的开闭。
6.一种使用权利要求1～5任一项所述的专用插管装置的矽肺肺纤维化动物模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤，
(1)对大鼠进行麻醉后固定，暴露大鼠的声门；
(2)在冷光源的照射下，将插管组件插入气管；
(3)查看检测组件中盛装液体的水位的变化情况，当水位上下波动时，则判断插管组件插入气管中；
(4)确认插管组件插入气管后，给大鼠注射SiO2悬浊液。
7.根据权利要求6所述的矽肺肺纤维化动物模型的建立方法，其特征在于，大鼠麻醉前，称重大鼠，对大鼠以10％水合氯醛进行腹腔注射。
8.根据权利要求6所述的矽肺肺纤维化动物模型的建立方法，其特征在于，SiO2悬浊液为用生理盐水配成浓度为50mg/ml的SiO2悬浊液，且在121℃灭菌40min。
9.根据权利要求6所述的矽肺肺纤维化动物模型的建立方法，其特征在于，查看检测组件中盛装液体的水位的变化情况，若水位没有上下波动，则判断插管组件插入食管中，立即拔出插管组件。
10.根据权利要求6所述的矽肺肺纤维化动物模型的建立方法，其特征在于，步骤(4)中，当大鼠处于吸气状态时，快速注入SiO2悬浊液，并迅速少量多次推入0.5ml的空气。
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