CN110292705A - 一种远程遥控侧脑室给药系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远程遥控侧脑室给药系统，系统由动物携带端和遥控设备端组成，动物携带端的中心部分是药物泵，药物泵接收到遥控设备发送的信息后，按照设定参数控制药物经软导管，脑部植入管及其连接将药物送至侧脑室；药物流出药物泵时，通过流量检测装置测得药物流出量并将数据传输给遥控设备端进行对比，分析是否与设定一致。如果不一致，则发出报警信号；因遥控设备端与动物没有连接，没有体积，重量限制，可以将多个控制平台放置于一起，形成多路控制，从而可同时给多只动物(12只)给药。本发明用于侧脑室给药将会有效提高动物的自主活动能力，减少应激行为对给药后动物生理学效应的干扰，充分提高科研人员的工作效率。

Description

一种远程遥控侧脑室给药系统

技术领域

本发明涉及药理生理学研究技术领域，具体为一种远程遥控侧脑室给药系统。

背景技术

动物生理学实验中，侧脑室置管给药是一种常用的给药方式。相对于其他在体给药方式，脑室给药不受血脑屏障影响，直接作用于大脑，更接近动物生理状态。目前在动物实验中的侧脑室给药主要包括两种方式：一种是一次性植入给药，一种是预先埋置导管，重复多次给药。一次性植入给药操作简便，较适合研究神经系统即时性反应，但穿刺后立即给药不适合观察药物对机体的时间效应，同时，动物存在的应激反应，可能对实验结果产生干扰。此外，很多动物模型的形成，药物的作用时间等，都不是一次给药就能获得的，故其应用较少。而在置管后的一定时间内给药更符合动物的生理状况。目前，国际上公认且广泛使用的方法是待动物置管后7-10天后，从手术应激恢复过来后，再开始脑室内药物注射。

在置管给药过程中，根据药物的作用不同，通常需要对动物进行2-6周的重复给药。通常采用的做法如下：手术后固定实验人员每日抚触动物；一周后，实验人员每日将大鼠取出，将注射器连接的导管与预先置入侧脑室的导管连接，手动给药，给药后，将注射器连接的导管取出。动物放回原处。如此往复，直至给药周期结束。

这个过程的弊端主要包括如下几个方面：(1)增加了头部套管脱落的几率。因套管置入的通用方式是用牙科水泥将其固定于颅骨表面，每次对套管进行的操作必然会增加其脱落的几率，从而导致最终的实验结果统计数据不足。(2)浪费实验人员的大量时间。在常规实验中，即使是熟练操作的实验人员，将每只动物从笼内取出，接入套管，给药，拔出套管，总时间约10分钟左右，按照常规的实验设计，对照组和实验组动物每组六只，每天给药总时间约120分钟，给药时间平均是4周，总时间会达到56小时，时间浪费非常严重。(3)尽管动物手术后，通过对动物的抚触可以降低整个实验操作过程对动物的干扰，但是还是会不可避免的对动物的应激行为产生一定的作用。

本发明给出了一种可以对动物进行远距离遥控控制侧脑室给药的实验方法和装置。通过遥控端给动物体上的接收端发送信号，药物泵接收到信号后，按照开放的时间开放，药物被药物泵推入管内，药物泵的输出端安装流量检测装置，用于监控药物泵的实际流出药物量，通过无线发送模块将流量发送到遥控设备端的单片机，单片机与设定的信息进行对比，若不符合，则产生报警信号。遥控设备可同时控制多只动物(12只)。这一方法将会有效提高动物的自主活动能力，减少应激行为的不良影响，充分提高科研人员的工作效率。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种远程遥控侧脑室给药系统，系统结构设计合理，适用于药理生理学实验，达到长期实验要求，为药物对动物的特定作用研究提供了完善的科研手段。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种远程遥控侧脑室给药系统，包括遥控设备端、动物携带端和脑部植入端。

遥控设备端：包括单片机控制模块，远程通信模块，液晶显示模块，报警装置，单片机控制模块可以通过远程通信模块发送信号到药物泵，控制药物泵的开放时间，关闭时间，推进速度，从而控制每次输入的药物量；同时单片机控制模块还可将远程通信模块接收到的动物携带端流量检测装置测得的数据与设定量相比较，判断流量是否一致，若不一致，通过报警装置发出报警信号，单片机对药物泵的控制的各参数，以及接收到的流量信息均可通过液晶显示模块显示，便于实验人员直观的观察；

因遥控设备端没有体积，重量限制，可以将多个控制平台放置于一起，形成多路控制，从而可同时对多只动物(12只)给药。

动物携带端：包括与脑部植入管相连的塑料软导管、两者之间的连接装置、药物泵、流量检测装置、无线通讯模块，药物泵具有储存药物的小容器，容器上装有控制活塞，可以控制流速，药物泵被遥控开关，遥控设备端发出控制信号后，经无线通讯模块接收到信号，药物泵按照对应参数将药物推入塑料软导管内，药物泵的输出端安装流量检测装置，用于监控药物泵的实际流出药物量，通过无线发送模块将检测到的流量发送到遥控设备端的单片机控制模块。

脑部植入端：脑部植入端由不锈钢管构成，通过立体定位装置植入侧脑室，并利用牙科水泥将其固定于动物颅骨，脑部植入端通过连接装置与塑料软管相连。

本发明的有益效果：适用于长期侧脑室给药实验，能够快速准确的对药物输入量进行控制，并且由于遥控设备端可同时控制多个动物携带端设备，使得动物给药实验速度快，为科研人员提供了良好的侧脑室给药手段。

附图说明

图1为本发明远程遥控侧脑室给药系统的结构示意图。

图中：1、脑部植入管；2、脑部植入管与塑料软管连接；3、塑料软管；4、流量检测装置；5、药物存储装置；6、药物泵；7、无线通讯模块；8、单片机控制模块；9、显示模块；10、报警装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种远程遥控侧脑室给药系统，包括脑部植入管1、脑部植入管与塑料软管连接2、塑料软管3、流量检测装置4、药物存储装置5、药物泵6、无线通讯模块7、单片机控制模块8、显示模块9和报警装置10；

单片机控制模块8是该装置的核心控制器，由该控制器发出流速，开放时间的指令，通过无线通讯模块7发送给注射泵6，注射泵6接收到信息后，按照相应的速度和时间开放使药物存储装置5中的药物输出到塑料软管3，药物经流量检测装置4和脑部植入管与塑料软管连接2进入到脑部植入管1，即进入侧脑室，药物流经流量检测装置4时，流量检测装置将检测到的数据通过无线通讯模块7发送给单片机控制模块8，并与事先设定的数据进行对比，若不符合，则通过报警装置10发出报警信号，并能够及时做出调整，显示模块9负责显示设定的流速流量与实际从流量检测装置3测得的流量，便于实验人员直观的观察；

值得注意的是，在塑料软管3和脑部植入管1的连接2采用目前广泛使用的不锈钢金属管进行环形凹槽处理，将塑料软管加热后套入，保证连接的可靠性，而整个塑料软管在给药前需提前充入药液，从而使进入侧脑室的药物量与药物泵流出的量相一致，脑部植入管1为通用的不锈刚脑室植入管，使用时通过常规侧脑室植入术将其固定于动物的头部，其余动物携带端装置固定于动物背部；

本具体实施方式的工作原理为：通过常规脑立体定位手术在大鼠的侧脑室内插入一根脑部植入管1，脑部植入管1通过牙科水泥固定于颅骨表面，通过连接装置2将其与塑料软管3相连，塑料软管小部分和脑部植入管1一样，固定于颅骨上，防止对脑部植入管造成的牵拉移位，大部分作为连接通道与后部的药物储存装置相连，塑料软管后端的流量检测装置4、药物存储装置5、药物注射泵6以及控制流速流量的无线传输装置整合在一起，通过背包固定于动物背部。

遥控设备端的单片机控制模块8为系统的核心控制器，单片机控制模块8可以发送信号到药物泵6，控制药物泵的开放时间，关闭时间，推进速度，从而控制每次输入的药物量；远程通信模块7可以将单片机的控制信号远程发送到药物泵上的接收装置，从而控制药物泵的流量；单片机控制模块8将发出的流量控制参数与实际测得的流量进行对比，如果不符合时，则发出通过报警装置10发出报警信号，液晶显示模块9可以显示控制模块设定的各项参数以及流量检测装置4测得的实际药物流出情况，便于实验人员直观观察，因遥控设备端没有体积，重量限制，可以将多个控制平台放置于一起，形成多路控制，从而可同时给多只动物(12只)给药，整个系统通过不同通道控制和显示每只动物的给药情况，具有清晰直观的实验执行监视界面，实验进程及各注射泵状态达到一目了然。

本具体实施方式可广泛运用在生命科学实验研究中，包括肽、生长因子、细胞因子、化疗药物、成瘾药物、激素、类固醇和抗体等受控递送的影响的研究中使用，作为研究动物学习、动机行为的常用模型，部件使用灵活性高，特别在心血管疾病及神经系统疾病的研究中,通过持续给药可以建立多种疾病的动物模型,如高血压及Parkinson帕金森病的动物模型，提供了完善的科研手段，具有广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种远程遥控侧脑室给药系统，其特征在于，包括遥控设备端，动物体外携带端，动物脑部植入端。

2.根据权利要求1所述的一种远程遥控侧脑室给药系统，其特征在于：所述遥控设备端包含无线通讯模块、单片机控制模块和显示模块；

单片机控制模块控制药物的输入量，并将接收到的药物实际输出量与设定的输入量传输到显示模块，同时对其进行对比，若不符合，由发出报警信号。

3.根据权利要求1所述的一种远程遥控侧脑室给药系统，其特征在于：所述物体外携带端包括药物泵、药物存储装置、流量检测装置、无线通讯模块、塑料软管、脑部植入管与塑料软管连接；

当单片机控制模块发出开放时间、速度的指令，通过无线通讯模块发送给注射泵，注射泵接收到信息后，按照相应的速度和时间开放使药物存储装置中的药物输出到塑料软管，药物经流量检测装置和脑部植入管与塑料软管连接进入到脑部植入管，即进入侧脑室；

药物流经流量检测装置时，流量检测装置将检测到的数据通过无线通讯模块发送给单片机控制模块。单片机控制模块将输入的流量信号与实际流量信号进行对比，判断，并发出报警信号。

4.根据权利要求1所述的一种远程遥控侧脑室给药系统，其特征在于：所述动物脑部植入端由不锈钢管构成，通过立体定位装置植入侧脑室，并利用牙科水泥将其固定于动物颅骨。部植入端通过连接装置与塑料软管相连。

5.根据权利要求1所述的一种远程遥控侧脑室给药系统，其特征在于：所述遥控设备端采用多路控制，可同时控制12路动物携带端设备，对多只动物同步给药。