CN109330731A - 新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型，用于固定大鼠头部并带动大鼠头部作瞬时旋转加速和减速停止运动。该旋转加速模型包括底座、动力系统、旋转系统、动物头架；动力系统包括导管、导管底座、档杆、撞击杆、插销，导管固定于导管底座的上端且与导管底座的中轴线重合；旋转系统包括横臂、旋转轴承机构、限位板，旋转轴承机构包括轴承底座和设于轴承底座间的旋转轴；动物头架包括头架板、第一耳部固定板、第二耳部固定板。本发明通过调整打击弹簧的初始拉伸距离产生不同级别的选择速度，从而可以制造不同损伤级别的DAI模型，使用寿命长，可作为神经病学实验室的基础设备推广使用。

Description

新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型

技术领域

本发明涉及医疗模型技术领域，具体涉及一种新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型。

背景技术

弥漫性轴突损伤(Diffuse Axonal Injury，DAI)是创伤性脑损伤中较为常见的临床损伤类型，虽然DAI的发病率不是创伤性脑损伤中最高的一种，但是致残率和致死率却极高，是导致中重度创伤性脑损伤的患者神经功能缺失的重要原因。DAI的发病机制主要是因外伤时头部遭受剪切力或加速性外力作用后，脑内不同密度的组织产生不同的位移，组织学改变表现为神经元肿胀、空泡形成、轴突断裂、轴突球形成，轴缩球的形成是确认DAI的主要依据。

近年来，虽然临床上对于创伤性脑损伤的治疗有着较大进步，但是其基础研究的进展较为缓慢，难以建立较为稳定的实验动物模型是限制基础研究的主要原因之一。目前按照致伤机制划分，DAI的动物模型主要分为瞬间旋转损伤模型、液压冲击损伤模型、打击负荷损伤模型、牵拉损伤模型等。其中，瞬间旋转损伤模型更为接近DAI的发病机制，在实际应用中最为广泛。虽然多种瞬间旋转损伤模型陆续研制出来，但是也存在着许多不足之处。

例如，目前有使用自由落体金属块撞击动物头架固侧缘，使大鼠在冠状面旋转而出现弥漫性脑损伤；或是在气动压力泵推动下使大鼠头部在冠状位旋转75度并水平移动1.75cm。但是前者的打击速度慢且不可调节，无法制造出不同程度损伤类型的模型；后者的结构操作复杂，外力参数与脑损伤程度不呈线性关系，无法制造分级损伤。因此，DAI的基础研究中需要一种结构和操作简单、可分级调节打击速度以制造不同程度脑损伤的冠状旋转加速模型。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型，该模型设计简洁，具有良好的重复生产制造的可能，通过调整打击弹簧的初始拉伸距离产生不同级别的选择速度，从而可以制造不同损伤级别的DAI模型，使用寿命长，可作为神经病学实验室的基础设备推广使用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型，用于固定大鼠头部并带动大鼠头部作瞬时旋转加速和减速停止运动，所述旋转加速模型包括：底座、动力系统、旋转系统、动物头架；

所述动力系统包括：导管、导管底座、档杆、撞击杆、插销，导管固定于导管底座的上端且与导管底座的中轴线重合，导管的两侧侧壁开设有贯穿导管的导管空腔，档杆容置在导管空腔内，撞击杆设于档杆的底部，档杆与撞击杆之间设有滑动块，档杆的两侧对称设置有弹簧，导管的壁部开设有若干个均匀分布的插销孔；通过将插销插入插销孔内，插销能够抵合在滑动块的底部以限制滑动块的位置并阻止滑动块带动撞击杆向下运动；

所述旋转系统包括：横臂、旋转轴承机构、限位板，旋转轴承机构包括轴承底座和设于轴承底座间的旋转轴，旋转轴的两端与设于轴承底座内的圆柱滚子轴承轴接；所述旋转轴上靠近导管底座的一端通过螺母连接有未工作时横向设置的第一旋转板，横臂设于第一旋转板的外侧上端并与第一旋转板垂直；所述限位板呈Z型并通过螺钉与底座固定连接；

所述动物头架包括：头架板、第一耳部固定板、第二耳部固定板，第一耳部固定板和第二耳部固定板分别设于第一旋转板宽度方向的两侧，头架板设于第一耳部固定板与第二耳部固定板的上端且与横臂成型为一体，所述头架板、第一耳部固定板、第二耳部固定板围合成的区域为大鼠头部固定区域。

作为本发明进一步的方案，所述导管底座上开设有贯穿导管底座的底座空腔，所述横臂在静止时伸入底座空腔内部。

作为本发明进一步的方案，所述横臂的长度大于横臂与限位板顶部间的水平距离。

作为本发明进一步的方案，所述弹簧的上下两端分别设有上圆环和下圆环，上圆环挂设在档杆的两端，下圆环挂社在底座上的挂钩内，弹簧通过档杆和挂钩垂直定向。

作为本发明进一步的方案，所述第一耳部固定板和第二耳部固定板上对称设有耳塞杆，耳塞杆朝向大鼠头部固定区域的一端设有耳塞。

作为本发明进一步的方案，所述第二耳部固定板的底端外侧设有配重块安装板，配重块安装板上端固定设有配重块，配重块安装板内设有贯穿第二耳部固定板的配重调节螺栓。

作为本发明进一步的方案，所述头架板上设有头盖固定杆，头盖固定杆朝向大鼠头部固定区域的一端设有头盖板。

作为本发明进一步的方案，所述导管的长度为80-90cm，所述弹簧的劲度系数为6.2-7.2kN/m。

本发明的有益效果：

1、本发明的新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型，设置有底座、动力系统、旋转系统、动物头架，该模型设计简洁，具有良好的重复生产制造的可能，通过调整打击弹簧的初始拉伸距离产生不同级别的选择速度，从而可以制造不同损伤级别的DAI模型，使用寿命长，可作为神经病学实验室的基础设备推广使用。

2、采用将插销插入均匀分布的不同的插销孔内，不仅可以限制档杆和弹簧的高度，而且可以调节弹簧的初始拉伸距离，使得拔掉插销后，弹簧的弹力带动档杆、滑动块、撞击杆以不同的速度下降来撞击横臂；其采用的力学原理简单，可调控性能强，能产生稳定的打击速度。

3、旋转轴承机构中的轴承座和旋转轴，能够在撞击杆撞击横臂旋转时，缓冲撞击能，使得横臂绕着旋转轴保持一定的加速度旋转，不会在带动动物头架快速旋转时对大鼠脑部造成不规则的创伤；限位板限定了横臂的旋转角度为90°左右，使得横臂在高速旋转碰撞到限位板后立即停止，避免对大鼠脑部的二次伤害，避免造模失败。

4、耳塞杆、头盖固定杆的设计，在动物头架高速旋转过程中，能够通过耳塞和头盖板固定和保护大鼠的耳部和头盖骨，减小了旋转加速过程中对大鼠除脑部外的其他器官造成伤害。

5、配重块的设计，使得在横臂带动动物头架高速旋转的过程中，减小加速度，并在横臂撞击到限位板时，增加缓冲能力，使得动物头架尽快停止；在动物头架未工作时，配重块对动物头架进行下压，使得横臂抵合在底座空腔内。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型A-A向剖切图。

图2是本发明大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型B-B和C-C向剖切图。

图3是图1中D处的局部放大图。

图4是图2中E处的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2所示，本实施例提供了一种新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型，用于固定大鼠头部并带动大鼠头部作瞬时旋转加速和减速停止运动。该旋转加速模型包括：底座1、动力系统、旋转系统、动物头架。具体地，动力系统包括：导管2、导管底座3、档杆4、撞击杆5、插销6，导管2固定于导管底座3的上端且与导管底座的中轴线重合，导管2的两侧侧壁开设有贯穿导管的导管空腔21，档杆4容置在导管空腔21内。导管2的长度为80-90cm。导管底座3上开设有贯穿导管底座3的底座空腔31。撞击杆5设于档杆4的底部，档杆4与撞击杆5之间设有滑动块7，档杆4的两侧对称设置有弹簧8，导管2的壁部开设有若干个均匀分布的插销孔22。作为优选地，本实施例的插销孔22的数量为七个且等距分布。通过将插销6插入插销孔22内，插销6能够抵合在滑动块7的底部以限制滑动块7的位置并阻止滑动块7带动撞击杆5向下运动。其中，弹簧8的上下两端分别设有上圆环81和下圆环82，上圆环81挂设在档杆4的两端，下圆环82挂社在底座1上的挂钩18内，弹簧通过档杆和挂钩垂直定向。弹簧8的劲度系数为6.2-7.2kN/m。

参阅图1-4所示，旋转系统包括：横臂9、旋转轴承机构、限位板10。横臂9在未工作时伸入底座空腔31内部。旋转轴承机构包括轴承底座11和设于轴承底座间11的旋转轴12，旋转轴12的两端与设于轴承底座11内的圆柱滚子轴承13轴接。旋转轴12上靠近导管底座3的一端通过螺母27连接有未工作时横向设置的第一旋转板14，横臂9设于第一旋转板14的外侧上端并与第一旋转板14垂直。限位板10呈Z型并通过螺钉与底座1固定连接。横臂9的长度大于横臂9与限位板10顶部间的水平距离。

参阅图4所示，动物头架包括：头架板15、第一耳部固定板16、第二耳部固定板17，第一耳部固定板16和第二耳部固定板17分别设于第一旋转板14宽度方向的两侧，头架板15设于第一耳部固定板16与第二耳部固定板17的上端且与横臂9成型为一体，头架板15、第一耳部固定板16、第二耳部固定板17围合成的区域为大鼠头部固定区域。其中，第一耳部固定板16和第二耳部固定板17上对称设有耳塞杆19，耳塞杆19朝向大鼠头部固定区域的一端设有耳塞191。第二耳部固定板17的底端外侧设有配重块安装板20，配重块安装板20上端固定设有配重块23，配重块安装板20内设有贯穿第二耳部固定板17的配重调节螺栓24。头架板15上设有头盖固定杆25，头盖固定杆25朝向大鼠头部固定区域的一端设有头盖板26。其中，耳塞杆19、头盖固定杆25分别与耳部固定板和头架板螺纹连接，通过旋转耳塞杆和头盖固定杆可以调节伸入大鼠头部固定区域的距离。

本实施例中的整体构件大多采用钢材构件，使用寿命长，其中限位板采用弹性塑料构件，能够较好地吸收撞击能，迅速停止横臂的移动。

本实施例的新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型工作过程如下：

1)将腹腔麻醉后的大鼠头部固定在动物头架的大鼠头部固定区域内，旋转耳塞杆19和头盖固定杆25，使得耳塞191和头盖板26分别固定住大鼠的耳部和头盖骨，大鼠的躯干保持和底座台面平行；

2)待大鼠清醒后，拔下插销6，弹簧8的弹力带动档杆4、滑动块7、撞击杆5迅速向下撞击横臂9，横臂9带动大鼠头架绕旋转轴12旋转，当旋转90°时横臂9撞击到限位板10，迅速停止，使得大鼠头颅瞬间冠状面旋转90°。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型，用于固定大鼠头部并带动大鼠头部作瞬时旋转加速和减速停止运动，其特征在于，所述旋转加速模型包括：底座(1)、动力系统、旋转系统、动物头架；

所述动力系统包括：导管(2)、导管底座(3)、档杆(4)、撞击杆(5)、插销(6)，导管(2)固定于导管底座(3)的上端且与导管底座的中轴线重合，导管(2)的两侧侧壁开设有贯穿导管的导管空腔(21)，档杆(4)容置在导管空腔(21)内，撞击杆(5)设于档杆(4)的底部，档杆(4)与撞击杆(5)之间设有滑动块(7)，档杆(4)的两侧对称设置有弹簧(8)，导管(2)的壁部开设有若干个均匀分布的插销孔(22)；通过将插销(6)插入插销孔(22)内，插销(6)能够抵合在滑动块(7)的底部以限制滑动块(7)的位置并阻止滑动块(7)带动撞击杆(5)向下运动；

所述旋转系统包括：横臂(9)、旋转轴承机构、限位板(10)，旋转轴承机构包括轴承底座(11)和设于轴承底座间(11)的旋转轴(12)，旋转轴(12)的两端与设于轴承底座(11)内的圆柱滚子轴承(13)轴接；所述旋转轴(12)上靠近导管底座(3)的一端通过螺母(27)连接有未工作时横向设置的第一旋转板(14)，横臂(9)设于第一旋转板(14)的外侧上端并与第一旋转板(14)垂直；所述限位板(10)呈Z型并通过螺钉与底座(1)固定连接；

所述动物头架包括：头架板(15)、第一耳部固定板(16)、第二耳部固定板(17)，第一耳部固定板(16)和第二耳部固定板(17)分别设于第一旋转板宽度方向的两侧，头架板(15)设于第一耳部固定板(16)与第二耳部固定板(17)的上端且与横臂(9)成型为一体，所述头架板(15)、第一耳部固定板(16)、第二耳部固定板(17)围合成的区域为大鼠头部固定区域。

2.根据权利要求1所述的新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型，其特征在于，所述导管底座(3)上开设有贯穿导管底座(3)的底座空腔(31)，所述横臂(9)在静止时伸入底座空腔(31)内部。

3.根据权利要求2所述的新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型，其特征在于，所述横臂(9)的长度大于横臂(9)与限位板(10)顶部间的水平距离。

4.根据权利要求1所述的新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型，其特征在于，所述弹簧(8)的上下两端分别设有上圆环(81)和下圆环(82)，上圆环(81)挂设在档杆(4)的两端，下圆环(82)挂社在底座(1)上的挂钩(18)内，弹簧通过档杆和挂钩垂直定向。

5.根据权利要求1所述的新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型，其特征在于，所述第一耳部固定板(16)和第二耳部固定板(17)上对称设有耳塞杆(19)，耳塞杆(19)朝向大鼠头部固定区域的一端设有耳塞(191)。

6.根据权利要求5所述的新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型，其特征在于，所述第二耳部固定板(17)的底端外侧设有配重块安装板(20)，配重块安装板(20)上端固定设有配重块(23)，配重块安装板(20)内设有贯穿第二耳部固定板(17)的配重调节螺栓(24)。

7.根据权利要求1所述的新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型，其特征在于，所述头架板(15)上设有头盖固定杆(25)，头盖固定杆(25)朝向大鼠头部固定区域的一端设有头盖板(26)。

8.根据权利要求1所述的新型大鼠弥漫性轴突损伤冠状旋转加速模型，其特征在于，所述导管(2)的长度为80-90cm，所述弹簧(8)的劲度系数为6.2-7.2kN/m。