CN203183083U - 小动物实验的灌注固定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种小动物实验的灌注固定装置,该装置包括底座,底座上端面设有第一注射器固定座和第二注射器固定座,以及设有第一导向滑槽与第一注射器固定座对应,设有第二导向滑槽与第二注射器固定座对应,第一导向滑槽中滑动配合有第一滑块,第二导向滑槽中滑动配合有第二滑块,所述底座内分别设有第一步进电机和第二步进电机,第一步进电机通过第一丝杆螺母机构与第一滑块连接,第二步进电机通过第二丝杆螺母机构与第二滑块连接,第一步进电机、第二步进电机均电连接电机控制电路,底座上设有灌注流速调节按键和电机控制开关,灌注流速调节按键和电机控制开关均与电机控制电路电连接。本实用新型灌注效果好、操作方便、结构简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及实验动物灌注固定技术领域,特别是涉及一种小动物实验的灌注固定装置。
背景技术
在实验动物组织病理学实验研究中,特别是进行原位杂交和免疫组化研究,为避免或减少死后组织形态及结构发生变化,常于动物处死前,采用灌注固定法。灌注固定是通过血管途径将固定液导入所需固定的组织器官内,将生活的细胞在原位及时迅速固定后,再摘取样品。经过灌注固定的组织具有一定的硬度,其所有组织结构维持在生前状态,因此选择经心灌注固定的组织在形态、组织结构完整性的维持具有重要的意义。
灌注固定方式可依据固定液注入口的不同分心脏和血管(门静脉、肝动脉、股动脉、腹主动脉等)两种灌注。各器官的组织结构不同,可以选择不同的灌注液注入口,如肝脏可从门静脉入口、肺脏可从肺动脉入口等。一般大动物多通过动脉,小动物可直接用注射针穿入心室或主动脉,或采用专门的灌注装置。
通常灌注固定多采用液体重力落差进行灌注固定,小个体动物多用人工注射的方法进行灌注固定,迄今为止,对于体重极小的动物灌注固定装置尚无报道。小动物如C57BL/6N以及新生大鼠体重轻(身长10-15cm,体重10-20g),其组织更小、娇嫩,如果固定不好,将导致取材困难。另外,动物处死血流供应停止后,组织尤其是脑和脊髓组织在短时间内极易自溶,故在灌注固定时操作确保迅速、快捷,以尽量保持组织结构的新鲜与完整,否则,时间稍久,脑细胞将发生一系列的变性、坏死,同样影响实验结果的真实性、可靠性和可重复性。
而且采用注射器或输液瓶与注射针组合的简易装置进行灌注固定,在实践中也存在诸多问题:
(1)手工控制注射器不易控制压力大小:灌注固定法使用注射器与注射针组合的简易装置操作时,压力由操作者手工控制,压力过小时,灌注效果不佳;压力过大时,会造成组织损坏(如血管破裂,心脏爆裂)。使用输液瓶与注射针组合的简易装置操作时,对大鼠及兔能够适用,但小动物由于血管细小该装置压力明显偏小,不能确保灌注效果。
(2)简易装置操作时需要至少两人同时配合操作:使用注射器与注射针组合的简易装置操作时通常需要两人以上同时配合操作,解剖灌注、控制注射器压力各需一人来完成,且操作较麻烦,可能导致小动物脑组织结构的不完整,影响实验结果的真实性、可靠性和可重复性。
发明内容
本实用新型目的是针对现有技术存在的不足,提供一种小动物实验的灌注固定装置,它采用一个电机驱动生理盐水冲洗,另一个电机驱动固定液灌注,灌注效果好、操作方便、结构简单,且电机通过单片机实现全智能控制,不仅可以精确控制灌注的压力,且只需一人解剖、灌注即可,操作迅速、快捷,省时省力且工作效率高,具有广泛的应用领域。
本实用新型的目的是这样实现的:一种小动物实验的灌注固定装置,包括底座,所述底座上端面设有第一注射器固定座和第二注射器固定座,以及设有第一导向滑槽与第一注射器固定座对应,设有第二导向滑槽与第二注射器固定座对应,第一导向滑槽中滑动配合有第一滑块,第二导向滑槽中滑动配合有第二滑块,所述底座内分别设有第一步进电机和第二步进电机,所述第一步进电机通过第一丝杆螺母机构与第一滑块连接,所述第二步进电机通过第二丝杆螺母机构与第二滑块连接,所述第一步进电机、第二步进电机均电连接电机控制电路,底座上设有灌注流速调节按键和电机控制开关,所述灌注流速调节按键和电机控制开关均与电机控制电路电连接。
所述电机控制电路包括供电电源、单片机、显示电路、指令输入电路、第一步进电机驱动芯片和第二步进电机驱动芯片,所述供电电源用于给单片机、显示电路、指令输入电路、第一步进电机驱动芯片和第二步进电机驱动芯片供电,所述单片机的输入端与指令输入电路连接;所述单片机的第一输出端与第一步进电机驱动芯片的输入端连接,所述第一步进电机驱动芯片的输出端与第一步进电机连接;所述单片机的第二输出端与第二步进电机驱动芯片的输入端连接,所述第二步进电机驱动芯片的输出端与第二步进电机连接;所述单片机的第三输出端与显示电路的输入端连接。
所述单片机的型号为STC89C52,所述第一步进电机驱动芯片、第二步进电机驱动芯片的型号为L293D,所述显示电路采用型号为LCD1602的液晶显示模块。
所述第一注射器固定座和第二注射器固定座上分别固定第一注射器和第二注射器,两个注射器的前端通过接头连接一带有灌注针的三通管,所述三通管的第一端通过接头与第一注射器的前端连接,所述三通管的第二端通过接头与第二注射器的前端连接,所述三通管的第三端通过接头与灌注针连接,所述三通管的第一、二端上分别设有开关。
所述三通管的第三端与灌注针之间通过接头连接有过滤器。
所述第一注射器固定座和第二注射器固定座均包含前固定座和后固定座两部分,第一注射器固定座的前固定座和后固定座上端均设有定位槽,第二注射器固定座的前固定座和后固定座上端均设有定位槽。
所述定位槽为半圆柱形凹槽。
所述底座为一箱体,所述第一丝杆螺母机构一端与第一步进电机的输出轴通过联轴器连接,第一丝杆螺母机构另一端通过轴承和支座支撑于箱体中,所述第二丝杆螺母机构一端与第二步进电机的输出轴通过联轴器连接,第二丝杆螺母机构另一端通过轴承和支座支撑于箱体中。
本实用新型的有益效果为:由于本实用新型的灌注固定装置采用带有灌注针的三通管分别与装有生理盐水的注射器和装有固定液的注射器连接,步进电机通过丝杆螺母机构与滑动配合在导向滑槽中的滑块连接,滑块用于推动注射器的活塞柄,且装有生理盐水的注射器和装有固定液的注射器各通过一个步进电机单独控制,保证了生理盐水的灌注速度和固定液的灌注速度可以不同,且可以先灌注生理盐水将动物组织中的血液冲洗干净后再灌注固定液,避免血液影响实验结果的真实性。将装有生理盐水的注射器和装有固定液的注射器固定在底座上端面的固定座上后,注射器的压力通过步进电机、电机控制电路控制,只需一人解剖灌注即可,省时省力且工作效率高。
本实用新型的两个步进电机通过步进电机驱动芯片、单片机驱动,步进电机的转速、停止的位置只取决于步进电机驱动芯片接受的脉冲信号的频率和脉冲数,因此,只需操作与单片机连接的指令输入电路的灌注流速调节按键即可分别设定生理盐水的灌注速度和固定液的灌注速度,从而可以精确控制生理盐水的灌注压力和固定液的灌注压力大小和灌注量,使得灌注的效果好。
而且本实用新型还可以根据灌注动物的大小调节灌注压力和灌注量,因此,本实用新型不仅实用于小鼠和新生大鼠的灌注固定,还适用于大鼠等体形较大动物的灌注固定,具有广泛的应用领域。
本实用新型的所述三通管的第一、二端上分别设有开关,可以防止液体混流,从而避免影响灌注效果。
本实用新型的所述三通管的第三端与灌注针之间通过接头连接有过滤器,可以过滤固定液内的杂质,保证灌注效果。
本实用新型还包含有显示电路,可以显示两个注射器的灌注速度和两个步进电机的工作状态。
准备工作后,只需按下对应的电机控制开关即可开始灌注生理盐水或固定液,使得本实用新型操作方便且迅速、快捷。在灌注生理盐水或固定液的工作过程中,首先使固定液快速灌流到整个组织,随后通过灌注流速调节按键降低固定液的灌注速度,可以延长固定液在组织的停流时间,充分达到固定的效果。
附图说明
图1为本实用新型装置的原理图;
图2为本实用新型装置的结构示意图;
图3为图2的A向视图;
图4为图2的B-B向剖视图;
图5为本实用新型装置的电机控制电路的原理图。
附图中,1为底座,2为第一注射器固定座,3为第二注射器固定座,4为第一导向滑槽,5为第二导向滑槽,6为第一滑块,7为第二滑块,8为前固定座,9为后固定座,10为定位槽,11为第一步进电机,12为第一丝杆螺母机构,13为轴承,14为支座,15为三通管,16为灌注针,17为第一开关,18为第二开关,19为过滤器,20为接头,21为灌注流速调节按键,22为电机控制开关,23为第一注射器,24为第二注射器,25为液晶显示屏。
具体实施方式
参见图1至图5,为本实用新型小动物实验的灌注固定装置的一种实施例。一种小动物实验的灌注固定装置,包括底座1,所述底座1上端面设有第一注射器固定座2和第二注射器固定座3,以及设有第一导向滑槽4与第一注射器固定座2对应,设有第二导向滑槽5与第二注射器固定座3对应,第一导向滑槽4中滑动配合有第一滑块6,第二导向滑槽5中滑动配合有第二滑块7。所述第一注射器固定座2和第二注射器固定座3均包含前固定座8和后固定座9两部分,第一注射器固定座2的前固定座8和后固定座9上端均设有定位槽10,第二注射器固定座3的前固定座8和后固定座9上端均设有定位槽10。所述定位槽10为半圆柱形凹槽。所述底座1内分别设有第一步进电机和第二步进电机,所述第一步进电机通过第一丝杆螺母机构与第一滑块连接,所述第二步进电机通过第二丝杆螺母机构与第二滑块连接,所述底座1为一箱体,所述第一丝杆螺母机构12一端与第一步进电机11的输出轴通过联轴器连接,第一丝杆螺母机构12另一端通过轴承13和支座14支撑于箱体中,所述第二丝杆螺母机构一端与第二步进电机的输出轴通过联轴器连接,第二丝杆螺母机构另一端通过轴承和支座支撑于箱体中。
所述第一注射器固定座2和第二注射器固定座3上分别固定第一注射器23和第二注射器24,两个注射器23、24的前端通过接头20连接一带有灌注针的三通管15,所述三通管15的第一端通过接头20与第一注射器23的前端连接,所述三通管15的第二端通过接头20与第二注射器24的前端连接,所述三通管15的第三端通过接头20与灌注针16连接,所述三通管15的第一、二端上分别设有开关,分别为第一开关17即生理盐水灌注开关和第二开关18即固定液灌注开关,所述第一开关、第二开关可以防止灌注液体混流。本实施例的所述三通管15的第三端与灌注针16之间通过接头连接有过滤器19,可以有效虑过固定液内异物避免影响组织灌注效果。所述灌注针16为医用注射针头,且针头去尖,避免对动物心脏造成误伤。所述第一注射器固定座2和第二注射器固定座3为一组注射器固定座,本实用新型还可以在底座1上设置多组注射器固定座,以及设置与其注射器固定座对应的导向滑槽、滑块、丝杆螺母机构、步进电机,再通过电机控制电路控制所述步进电机,可以实现同一时间灌注多支动物,灌注效率高。
所述第一步进电机U5、第二步进电机U6均电连接电机控制电路,底座1上设有四个灌注流速调节按键21和两个电机控制开关22,所述四个灌注流速调节按键21和两个电机控制开关22均与电机控制电路电连接。所述电机控制电路包括供电电源、单片机U1、显示电路、指令输入电路、第一步进电机驱动芯片U2和第二步进电机驱动芯片U3,所述供电电源用于给单片机U1、显示电路、指令输入电路、第一步进电机驱动芯片U2和第二步进电机驱动芯片U3供电,所述单片机U1的输入端与指令输入电路连接,用于接收指令输入电路的指令输入。所述指令输入电路包括四个灌注流速调节按键21和四个电阻,四个灌注流速调节按键21分别为第一加速按键SB1、第一减速按键SB2、第二加速按键SB3、第二减速按键SB4,四个电阻分别为第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4。所述灌注流速调节按键21用于设定生理盐水的灌注速度和固定液的灌注速度,可以进行加速和减速。所述单片机U1的第一输出端与第一步进电机驱动芯片U2的输入端连接,用于输出脉冲控制信号给第一步进电机驱动芯片U2,所述第一步进电机驱动芯片U2的输出端与第一步进电机U5连接,用于根据脉冲控制信号驱动第一步进电机U5,控制第一步进电机U5的行程和旋转速度。所述单片机U1的第二输出端与第二步进电机驱动芯片U3的输入端连接,用于输出脉冲控制信号给第二步进电机驱动芯片U3,所述第二步进电机驱动芯片U3的输出端与第二步进电机U6连接,用于根据脉冲控制信号驱动第二步进电机U6,控制第二步进电机U6的行程和旋转速度。两个电机控制开关22分别为第一电机控制开关、第二电机控制开关,所述第一电机控制开关位于第一步进电机与供电电源之间,用于控制第一步进电机的启动与停止。第二电机控制开关位于第二步进电机与供电电源之间,用于控制第二步进电机的启动与停止。所述第一电机控制开关为控制生理盐水灌注的电机控制开关,所述第二电机控制开关为控制固定液灌注的电机控制开关。本实施例的第一步进电机U5和第二步进电机U6为四相步进电机,四相步进电机有五个接口,分别为第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口。所述单片机U6的第三输出端与显示电路的输入端连接,用于将串行数据和控制信号传递给显示电路,用于显示第一注射器、第二注射器的灌注速度和第一步进电机、第二步进电机的工作状态。
本实施例采用型号为U1的单片机STC89C52,所述U1的XTAL1、XTAL2连接有晶振电路,所述晶振电路包括晶振X、第一电容C1、第二电容C2,所述U1的P3.4连接有警示电路,用于灌注流程中当流程结束时的警示,所述警示电路包括第五电阻R5、PNP三极管VZ1和警示器Bell。本实施例所述第一步进电机驱动芯片U2、第二步进电机驱动芯片U3的型号为L293D,所述显示电路采用型号为LCD1602的液晶显示模块U4,所述液晶显示模块U4的液晶显示屏25安装在底座1的一侧壁上。本实施例的具体电路连接如下:
参见图5,所述U1的P1.0连接U2的第一输入IN1,所述U1的P1.1连接U2的第二输入IN2,所述U1的P1.2连接U2的第三输入IN3,所述U1的P1.3连接U2的第四输入IN4;所述U1的P1.4连接U3的第一输入IN1,所述U1的P1.5连接U2的第二输入IN2,所述U1的P1.6连接U2的第三输入IN3,所述U1的P1.7连接U2的第四输入IN4;所述U1的P2.0连接U4的第7引脚,所述U1的P2.1连接U4的第8引脚,所述U1的P2.2连接U4的第9引脚,所述U1的P2.3连接U4的第10引脚,所述U1的P2.4连接U4的第11引脚,所述U1的P2.5连接U4的第12引脚,所述U1的P2.6连接U4的第13引脚,所述U1的P2.7连接U4的第14引脚,所述U1的P3.6连接U4的第4引脚,所述U1的P3.7连接U4的第6引脚,所述U4的第15引脚和第2引脚均连接供电电源VCC,所述U4的第16引脚和第1引脚均接地,所述U4的第3引脚通过可变电阻R6接地;所述晶振X串联在U1的XTAL1、XTAL2的两端,第一电容C1串联在XTAL1与地之间,第二电容C2串联在XTAL2与地之间;所述第一加速按键SB1串联在U1的P3.0与地之间,第一减速按键SB2串联在U1的P3.1与地之间,第二加速按键SB3串联在U1的P3.2与地之间,第二减速按键SB4串联在U1的P3.3与地之间,所述第一电阻R1串联在U1的P3.0与供电电源VCC之间,第二电阻R2串联在U1的P3.1与供电电源VCC之间,第三电阻R3串联在U1的P3.2与供电电源VCC之间,第四电阻R4串联在U1的P3.3与供电电源VCC之间;所述第五电阻R5 串联在U1的P3.4与PNP三极管VZ1的基极之间,报警器Bell串联在PNP三极管VZ1的发射极与供电电源VCC之间,所述PNP三极管VZ1的集电极接地;所述U1的Vcc连接供电电源VCC,所述U1的GND接地。
U2的第一输出OUT1连接第一步进电机U5的第五接口,U2的第二输出OUT2连接第一步进电机U5的第四接口,U2的第三输出OUT3连接第一步进电机U5的第三接口,U2的第四输出OUT4连接第一步进电机U5的第二接口,第一步进电机U5的第一接口连接供电电源VCC,U2的GND引脚均接地,U2的VSS、E1和E2引脚均连接供电电源VCC,U2的VS引脚连接供电电源12V,用于驱动U2;U3的第一输出OUT1连接第二步进电机U6的第五接口,U3的第二输出OUT2连接第二步进电机U6的第四接口,U3的第三输出OUT3连接第二步进电机U6的第三接口,U3的第四输出OUT4连接第二步进电机U6的第二接口,第二步进电机U6的第一接口连接供电电源VCC,U3的GND引脚均接地,U3的VSS、E1和E2引脚均连接供电电源VCC,U3的VS引脚连接供电电源12V,用于驱动U3。
本实用新型的工作流程有如下步骤:
1)首先将装有生理盐水的第一注射器和装有固定液(4%多聚甲醛)的第二注射器分别固定在第一注射器固定座和第二注射器固定座上,将带有灌注针的三通管分别与装有生理盐水的第一注射器和装有固定液的第二注射器连接,关闭三通管的第一端上的生理盐水灌注开关,打开三通管的第二端上的固定液灌注开关,通过灌注流速调节按键调节灌注流速快速充盈三通管的第二、三端,然后关闭三通管的第二端上的固定液灌注开关,打开三通管的第一端上的生理盐水灌注开关,直至生理盐水从灌注针头流出后关闭三通管第一端上的生理盐水灌注开关,排除三通管内空气,再通过灌注流速调节按键分别设定生理盐水的灌注速度和固定液的灌注速度。本实施例中所述第一注射器内装生理盐水20ml,第二注射器内为固定液20ml。
2)将动物麻醉后再仰卧固定在一泡沫板上,打开胸腔,暴露心脏,用眼科剪在心尖偏左(左心室)剪一小口,用灌注针从左心尖按照解剖结构轻轻刺入插进升主动脉,用眼科镊固定后,剪开右心耳,打开三通管的第一端上的生理盐水灌注开关,按下控制生理盐水灌注的第一电机控制开关,启动第一步进电机,灌注生理盐水,直至血液冲洗干净,关闭三通管的第一端上的生理盐水灌注开关。本实施例设定的灌注生理盐水的速度为4-5ml/min。
3)待动物右心房流出的液体从鲜红的血液变为无色液体时,打开三通管的第二端上的固定液灌注开关,按下控制固定液灌注的电机第二控制开关,启动第二步进电机,按设定灌注速度灌注固定液,直至达到灌注效果,达到灌注效果后拔出灌注针,进行组织取材。灌注固定液的灌注速度采用先快后慢的原则,即前10min速度为4-5ml/min,后10min速度为2-3ml/min;灌注速度在灌注过程中通过调节灌注流速调节按键降低固定液的灌注速度。
本实用新型装置和方法不仅实用于小鼠和新生大鼠的灌注固定,还适用于大鼠等体形较大动物的灌注固定,具有广泛的应用领域。
Claims (8)
1.一种小动物实验的灌注固定装置,包括底座,其特征在于:所述底座上端面设有第一注射器固定座和第二注射器固定座,以及设有第一导向滑槽与第一注射器固定座对应,设有第二导向滑槽与第二注射器固定座对应,第一导向滑槽中滑动配合有第一滑块,第二导向滑槽中滑动配合有第二滑块,所述底座内分别设有第一步进电机和第二步进电机,所述第一步进电机通过第一丝杆螺母机构与第一滑块连接,所述第二步进电机通过第二丝杆螺母机构与第二滑块连接,所述第一步进电机、第二步进电机均电连接电机控制电路,底座上设有灌注流速调节按键和电机控制开关,所述灌注流速调节按键和电机控制开关均与电机控制电路电连接。
2.根据权利要求1所述的小动物实验的灌注固定装置,其特征在于:所述电机控制电路包括供电电源、单片机、显示电路、指令输入电路、第一步进电机驱动芯片和第二步进电机驱动芯片,所述供电电源用于给单片机、显示电路、指令输入电路、第一步进电机驱动芯片和第二步进电机驱动芯片供电,所述单片机的输入端与指令输入电路连接;所述单片机的第一输出端与第一步进电机驱动芯片的输入端连接,所述第一步进电机驱动芯片的输出端与第一步进电机连接;所述单片机的第二输出端与第二步进电机驱动芯片的输入端连接,所述第二步进电机驱动芯片的输出端与第二步进电机连接;所述单片机的第三输出端与显示电路的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的小动物实验的灌注固定装置,其特征在于:所述单片机的型号为STC89C52,所述第一步进电机驱动芯片、第二步进电机驱动芯片的型号为L293D,所述显示电路采用型号为LCD1602的液晶显示模块。
4.根据权利要求1所述的小动物实验的灌注固定装置,其特征在于:所述第一注射器固定座和第二注射器固定座上分别固定第一注射器和第二注射器,两个注射器的前端通过接头连接一带有灌注针的三通管,所述三通管的第一端通过接头与第一注射器的前端连接,所述三通管的第二端通过接头与第二注射器的前端连接,所述三通管的第三端通过接头与灌注针连接,所述三通管的第一、二端上分别设有开关。
5.根据权利要求4所述的小动物实验的灌注固定装置,其特征在于:所述三通管的第三端与灌注针之间通过接头连接有过滤器。
6.根据权利要求1或4所述的小动物实验的灌注固定装置,其特征在于:所述第一注射器固定座和第二注射器固定座均包含前固定座和后固定座两部分,第一注射器固定座的前固定座和后固定座上端均设有定位槽,第二注射器固定座的前固定座和后固定座上端均设有定位槽。
7.根据权利要求6所述的小动物实验的灌注固定装置,其特征在于:所述定位槽为半圆柱形凹槽。
8.根据权利要求1所述的小动物实验的灌注固定装置,其特征在于:所述底座为一箱体,所述第一丝杆螺母机构一端与第一步进电机的输出轴通过联轴器连接,第一丝杆螺母机构另一端通过轴承和支座支撑于箱体中,所述第二丝杆螺母机构一端与第二步进电机的输出轴通过联轴器连接,第二丝杆螺母机构另一端通过轴承和支座支撑于箱体中。
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GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20130911 Termination date: 20200227 |
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