CN113397752A - 一种混合气体神经保护剂的动物实验装置及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混合气体神经保护剂的动物实验装置及使用方法，涉及医疗装置技术领域，其中，所述混合气体神经保护剂的动物实验装置包括气体干预箱体，还包括混匀组件，所述气体干预箱体上设置有进气管、排气管、气体调节装置及温度调节装置，所述进气管的两端分别与所述气体干预箱体及混合神经气体瓶连通设置，所述进气管上设置有倒计时计时器，所述气体调节装置用于对所述气体干预箱体内的氧气及二氧化碳进行调节，所述温度调节装置用于对所述气体干预箱体内温度进行调节。本申请实现了装置内氧气、二氧化碳以及气体神经保护剂混合比例及时长的自动调控，提高了混合神经保护气体干预后动物实验结果的精确度以及实验方案工作效率。

Description

一种混合气体神经保护剂的动物实验装置及实验方法

技术领域

本发明涉及医疗装置技术领域，尤其涉及一种混合气体神经保护剂的动物实验装置及实验方法。

背景技术

由于气体保护剂在医疗体系中的作用研究尚未成熟，目前仍存在很多技术难题，主要的技术难题即利用何种装置对动物开展气体保护剂的治疗实验，目前大多数都是采用简易的装置即搭建一个密闭的舱，采用一定比例的氧气与气体保护剂持续通气。

然而上述方法主要有以下缺点：1、不同比例的混合神经保护气在钢瓶中因为密度、粘度和热导率方面的差异以及运输过程中的碰撞使得受试动物实际吸入混合气非最佳混合浓度比，其次，氧气在与一定比例的气体保护剂混合吸入时，如气体保护剂氩气的密度较重，受试动物的吸入氧浓度差异性较大，而这可能会影响实验结果，受试动物因缺氧加重损伤甚至死亡。2、舱内的氧气浓度不能动态的检测；3、舱内的氧气被消耗时不能及时且精确的补充，这样容易引起实验动物的缺氧甚至死亡；4、舱内的二氧化碳不能被及时的吸收，容易导致动物二氧化碳中毒；5、舱内温度不能稳定维持；6、低效率，由于缺乏自动化的控制装置，舱内气体输送的时长无法设置调节，现有研究已经表明不同时长的气体保护剂的吸入对于神经保护会有不同的预后，而且长时间的气体保护剂暴露时需要专人值守。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供了一种混合气体神经保护剂的动物实验装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种混合气体神经保护剂的动物实验装置，包括气体干预箱体，还包括混匀组件，所述气体干预箱体上设置有进气管、排气管、气体调节装置及温度调节装置，所述进气管的两端分别与所述气体干预箱体及混合神经气体瓶连通设置，所述进气管上设置有倒计时计时器，所述气体调节装置用于对所述气体干预箱体内的氧气及二氧化碳进行调节，所述温度调节装置用于对所述气体干预箱体内温度进行调节，所述混匀组件用于对位于所述气体干预箱体内的气体进行二次流动混合。

优选的，所述气体调节装置包括检测装置及调控装置，所述检测装置包括氧气浓度检测仪及二氧化碳浓度检测仪，所述调控装置包括调控管道、循环风扇及二氧化碳吸收罐，所述调控管道两端均与所述气体干预箱体侧壁连通设置，所述循环风扇及所述二氧化碳吸收罐均设置在所述调控管道内，并且所述循环风扇风向指向所述二氧化碳吸收罐设置。

优选的，所述温度调节装置包括温度探头及空调，所述温度探头设置在所述气体干预箱体侧壁上，所述空调设置在所述调控管道上，并且位于所述循环风扇背离所述二氧化碳吸收罐一侧。

优选的，所述气体干预箱体顶部设置有可开合的箱门，所述气体干预箱体为无色透明的箱体。

优选的，所述混匀组件包括抽动泵及气体循环通道，所述抽动泵设置在所述气体循环通道上，所述气体循环通道的两端分别与所述气体干预箱体连通设置。

优选的，所述进气管上设置有氧气进气浓度检测仪。

本申请还提供了一种混合气体神经保护剂的动物实验方法，使用上述所述的混合气体神经保护剂的动物实验装置，包含以下步骤：

S1：设置实验参数，并装配气体干预箱体及混匀组件；

S2：将受试动物置于箱体内，打开进气管；

S3：启动混合组件，按比例预混气体循环流动；

S4：预冲洗箱体5-10min，待气体干预箱体内的氧浓度、二氧化碳浓度及箱体内的温度达到预设值时，进行下一步；

S5：设置倒计时计时器的参数；

S6：试验结束后，取出受试动物，关闭进气管。

优选的，所述实验参数包括混合气体的干预时长、氧气浓度、二氧化碳浓度以及箱体内温度。

本发明提供的一种混合气体神经保护剂的动物实验装置及其动物实验方法，实现了装置内氧气、二氧化碳以及气体神经保护剂混合比例及时长的自动调控，同时无色透明的装置还可以实现装置内温度、亮度以及动物生活状态的可视化，无需额外的视频装置及照明装置，提高了混合神经保护气体干预后动物实验结果的精确度以及实验方案工作效率。

附图说明

图1为本发明一实施方式中一种混合气体神经保护剂的动物实验装置的结构简图；

图2为本发明一实施方式中一种混合气体神经保护剂的动物实验装置的控制系统结构图。

图例说明：10、气体干预箱体；11、箱门；12、进气管；121、倒计时计时器；122、氧气进气浓度检测仪；13、排气管；141、检测装置；1411、氧气浓度检测仪；1412、二氧化碳浓度检测仪；142、调控装置；1421、调控管道；1422、循环风扇；1423、二氧化碳吸收罐；151、温度探头；152、空调；20、混匀组件；21、抽动泵；22、气体循环通道、30、控制系统。

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，以下结合具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

请参阅图1和图2，一种混合气体神经保护剂的动物实验装置，包括气体干预箱体10、混匀组件20及控制系统30，所述混匀组件20设置在所述气体干预箱体10上，用于对位于所述气体干预箱体10内的气体进行二次流动混合，所述控制系统30用于对所述气体干预箱体10上的各个实验参数进行收集、分析并对气体干预箱体10及混匀组件20的各部件进行调控。

请参阅图1，在一实施方式中，所述气体干预箱体10大致呈方形设置，且所述气体干预箱体10为无色透明，所述气体干预箱体10底部设置有底座（图中未实处），用于对所述气体干预箱体10进行支撑；所述气体干预箱体10上设置有箱门11、进气管12、排气管13、气体调节装置及温度调节装置，其中，所述箱门11位于所述气体干预箱体10顶部，并且所述箱门11可开合设置，受试动物可以通过箱门11进出所述气体干预箱体10；所述进气管12及所述排气管13位于所述气体干预箱体10长度方向的两端，并且所述进气管12及所述排气管13的其中一端与所述气体干预箱体10连通设置，所述进气管12远离所述气体干预箱体10一端与混合神经气体瓶连通设置，在一实施方式中，在所述进气管12上设置有倒计时计时器121及氧气进气浓度检测仪122，所述倒计时计时器121用于调整混合气体的干预时长。通过气体干预箱体10的无色透明设置，实现气体干预箱体10内温度、亮度以及动物生活状态的可视化，无需额外的视频装置及照明装置。

请参阅图1，所述气体调节装置用于对所述气体干预箱体10内的氧气及二氧化碳的浓度进行调节及监控，在一实施方式中，所述气体调节装置包括检测装置141及调控装置142，其中所述检测装置141包括氧气浓度检测仪1411及二氧化碳浓度检测仪1412，所述氧气浓度检测仪1411及所述二氧化碳浓度检测仪1412均设置在所述气体干预箱体10内，所述调控装置142包括调控管道1421、循环风扇1422及二氧化碳吸收罐1423，其中所述调控管道1421两端均与所述气体干预箱体10侧壁连接，所述循环风扇1422及所述二氧化碳吸收罐1423均位于所述调控管道1421上，所述循环风扇1422的风向指向所述二氧化碳吸收罐1423设置，在一实施方式中，所述二氧化碳吸收罐1423内设置有钠石灰以及活性炭；使用过程中，启动循环风扇1422，使得气体干预箱体10内的空气流动经过循环风扇1422后向二氧化碳吸收罐1423流动，通过二氧化碳吸收罐1423将气体干预箱体10内空气中的二氧化碳进行吸附。

请参阅图1，所述温度调节装置用于对所述气体干预箱体10内的温度进行调控，所述温度调节装置包括温度探头151及空调152，其中所述温度探头151用于对所述气体干预箱体10内的温度进行检测，所述空调152用于对所述气体干预箱体10内的温度进行调节，在一实施方式中，所述空调152设置在所述调控管道1421上，并且位于所述循环风扇1422背离所述二氧化碳吸收罐1423一侧。

请参阅图1，所述混匀组件20包括抽动泵21及气体循环通道22，其中，所述抽动泵21设置在所述气体循环通道22上，所述气体循环通道22的两端分别与所述气体干预箱体10连通设置，在一实施方式中，所述气体循环通道22的两端分别固定在所述气体干预箱体10长度方向两端面上。所述混匀组件20用于对位于气体干预箱体10内的按比例预混的神经保护气体原料进行流动混合，进一步提高所需比例混合气体的精确度。

请参阅图2，所述控制系统30用于对所述气体干预箱体10及混匀组件20上的各参数进行收集，并对各部件进行调控，在一实施方式中，所述氧气进气浓度检测仪122、所述氧气浓度检测仪1411、所述二氧化碳浓度检测仪1412及所述温度探头151分别于所述控制系统30电连接设置，用于将氧气进气浓度、箱体氧气浓度、箱体二氧化碳浓度及箱体温度传输到控制系统30中；所述控制系统30还与所述倒计时计时器121、所述抽动泵21、所述循环风扇1422及所述空调152电连接设置，用于对混合气体的干预时长、氧气浓度、二氧化碳浓度以及箱体内温度进行调控。

本申请还提供了一种基于混合气体神经保护剂的动物实验装置的动物实验方法，其包含以下步骤：

S1：通过控制系统30设置实验参数，并装配气体干预箱体10上的各个管路；

在一实施方式中，所述实验参数包括混合气体的干预时长、氧气浓度、二氧化碳浓度以及箱体内温度。所述管路包括气体循环通道22、进气管12、排气管13及调控管道1421。

S2：将受试动物通过箱门11至于箱体内，关闭箱门11，并打开进气管12；

S3：启动混合组件，按比例预混气体循环流动；

S4：启动气体干预箱体10的控制系统30，预冲洗箱体5分钟，并通过控制系统30定时检测气体干预箱体10内的氧浓度、二氧化碳浓度以及箱体内温度；当各参数达到预设效果时，进行下一步；在其他实施方式中，对箱体的预冲洗还可以设置为6、7、8、9、10分钟任一数值。

S5：设置进气管12上的倒计时计时器121参数；

S6：试验结束后，将受试动物取出气体干预箱体10，关闭混合气体神经保护剂的动物实验装置。

具体试验：

选取成年雄性小鼠，异氟烷麻醉后，仰卧固定在鼠板上，消毒，颈中正线开口，用弯头镊子进行钝性分离，沿胸锁乳突肌内缘三角区分离肌肉筋膜，分离出颈总动脉，颈内动脉，颈外动脉。并电离颈外动脉。颈总动脉近心端结扎，颈内动脉接近颈总分叉处用动脉夹阻断血流，在颈外动脉远端剪开一小口，将头端用硅胶包裹的尼龙线插入。松开动脉夹，将线栓缓慢从颈内动脉推入大脑中动脉起始端（自颈外动脉分叉处算起越8-9mm，结扎固定。根据实验要求，大脑中动脉梗塞3h后，缓慢拔出线栓，电凝颈外动脉并松开颈总动脉结扎线实现再灌，建立大脑中动脉栓塞模型，模拟临床中患者脑血管栓塞后的取栓或溶栓造成的脑缺血及再灌注损伤。

实验一分为5组：假手术组、tMCAO组、tMCAO+AO1h-preR组(79%氩气-21%氧气混合气处理1h)、tMCAO+AO3 h-preR组(79%氩气-21%氧气混合气处理3h)、tMCAO+AO24h-preR组(79%氩气-21%氧气混合气24h)。

实验二：实验分为假手术组、tMCAO组、tMCAO+ANO(39%氩气-21%氧气-40%氮气混合气)组、tMCAO+AO(79%氩气-21%氧气混合气)组。将治疗组小鼠分批次置于本发明所述的装置箱内，关闭箱门11，设定气体干预时长参数，打开各进气阀预混洗数分钟，待氧气浓度达到预定浓度开始氩氧或者氩氮氧混合气暴露治疗1/3/24小时。结束后取出动物。

首先进行两种神经学功能评分评价小鼠的神经功能损伤程度，其分值越高，说明神经功能损伤越严重，其次进行脑区染色测量的组织学评估来评价动物的脑梗死体积，其白色梗死区域越大，梗死体积越大，结果显示，利用该装置可以实现装置内氧气、二氧化碳以及气体神经保护剂混合比例及时长的自动调控，且该装置提供的的实验方法可以显著的改善小鼠脑缺血再灌注引起的神经功能损伤。

本申请提供的一种混合气体神经保护剂的动物实验装置，通过气体调节装置、温度调节装置及倒计时计时器121的设置，实现了对气体干预箱体10内氧气、二氧化碳及气体神经保护剂混合比例以及时长的自动调控，提高了混合神经保护气体干预后动物实验结果的精确度及实验方案的工作效率。

需要注意的是，本发明中使用的多种标准件均是可以从市场上得到的，非标准件则是可以特别定制，本发明所采用的连接方式比如螺栓连接、焊接等也是机械领域中非常常见的手段，发明人在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围。

Claims (8)

1.一种混合气体神经保护剂的动物实验装置，包括气体干预箱体（10），其特征在于：还包括混匀组件（20），所述气体干预箱体（10）上设置有进气管（12）、排气管（13）、气体调节装置及温度调节装置，所述进气管（12）的两端分别与所述气体干预箱体（10）及混合神经气体瓶连通设置，所述进气管（12）上设置有倒计时计时器（121），所述气体调节装置用于对所述气体干预箱体（10）内的氧气及二氧化碳进行调节，所述温度调节装置用于对所述气体干预箱体（10）内温度进行调节，所述混匀组件（20）用于对位于所述气体干预箱体（10）内的气体进行二次流动混合。

2.根据权利要求1所述的混合气体神经保护剂的动物实验装置，其特征在于：所述气体调节装置包括检测装置（141）及调控装置（142），所述检测装置（141）包括氧气浓度检测仪（1411）及二氧化碳浓度检测仪（1412），所述调控装置（142）包括调控管道（1421）、循环风扇（1422）及二氧化碳吸收罐（1423），所述调控管道（1421）两端均与所述气体干预箱体（10）侧壁连通设置，所述循环风扇（1422）及所述二氧化碳吸收罐（1423）均设置在所述调控管道（1421）内，并且所述循环风扇（1422）风向指向所述二氧化碳吸收罐（1423）。

3.根据权利要求2所述的混合气体神经保护剂的动物实验装置，其特征在于：所述温度调节装置包括温度探头（151）及空调（152），所述温度探头（151）设置在所述气体干预箱体（10）侧壁上，所述空调（152）设置在所述调控管道（1421）上，并且位于所述循环风扇（1422）背离所述二氧化碳吸收罐（1423）一侧。

4.根据权利要求1所述的混合气体神经保护剂的动物实验装置，其特征在于：所述气体干预箱体（10）顶部设置有可开合的箱门（11），所述气体干预箱体（10）为无色透明的箱体。

5.根据权利要求1所述的混合气体神经保护剂的动物实验装置，其特征在于：所述混匀组件（20）包括抽动泵（21）及气体循环通道（22），所述抽动泵（21）设置在所述气体循环通道（22）上，所述气体循环通道（22）的两端分别与所述气体干预箱体（10）连通设置。

6.根据权利要求1所述的混合气体神经保护剂的动物实验装置，其特征在于：所述进气管（12）上设置有氧气进气浓度检测仪（122）。

7.一种混合气体神经保护剂的动物实验方法，其特征在于：使用权利要求1-6任意一项所述的混合气体神经保护剂的动物实验装置，包含以下步骤：

S1：设置实验参数，并装配气体干预箱体（10）及混匀组件（20）；

S2：将受试动物置于箱体内，打开进气管（12）；

S3：启动混匀组件，按比例预混气体循环流动；

S4：预冲洗箱体5-10min，待气体干预箱体（10）内的氧浓度、二氧化碳浓度及箱体内的温度达到预设值时，进行下一步；

S5：设置倒计时计时器（121）的参数；

S6：试验结束后，取出受试动物，关闭进气管（12）。

8.根据权利要求7所述的一种混合气体神经保护剂的动物实验方法，其特征在于：所述实验参数包括混合气体的干预时长、氧气浓度、二氧化碳浓度以及箱体内温度。

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