RU192687U1

RU192687U1 - DEVICE FOR EXPERIMENTAL WORK WITH SMALL LABORATORY ANIMALS

Info

Publication number: RU192687U1
Application number: RU2019122939U
Authority: RU
Inventors: Ксения Александровна Баранова
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2019-09-25

Abstract

Устройство относится к области экспериментальной физиологии и медицины и используется для безопасного осуществления ишемии задней конечности у бодрствующих мелких лабораторных грызунов (крыс, мышей) с минимальным дополнительным стрессом. Устройство представляет собой полый цилиндр, имеющий овальное отверстие по размеру и расположению соответствующее положению задней лапы животного, которое может быть помещено внутри, устойчиво расположенный над поверхностью стола горизонтально на подставках, являющихся одновременно съемными закрывающими решетками, не позволяющими грызуну покинуть пенал. Решетки имеют П-образную форму и состоят из стержней, скрепленных в нижней части пластиной, обеспечивающей устойчивость конструкции. Корпус выполняется непрозрачным, диаметром, немного превышающим габариты животного, чтобы оно заходило внутрь самостоятельно, но не могло развернуться. Благодаря отверстию в корпусе, задняя лапа вошедшего грызуна оказывается снаружи и может быть перетянута жгутом для создания ишемии конечности, без применения наркоза или жесткой фиксации, и без риска быть укушенным.The device belongs to the field of experimental physiology and medicine and is used for the safe implementation of hind limb ischemia in awake small laboratory rodents (rats, mice) with minimal additional stress. The device is a hollow cylinder having an oval hole in size and location corresponding to the position of the hind paw of the animal, which can be placed inside, stably located above the table surface horizontally on supports, which are simultaneously removable closing grilles that do not allow the rodent to leave the pencil case. The grilles are U-shaped and consist of rods fastened in the lower part by a plate, which ensures structural stability. The case is made opaque, with a diameter slightly exceeding the dimensions of the animal so that it goes inside on its own, but cannot turn around. Thanks to the hole in the body, the hind paw of the entered rodent is outside and can be pulled by a tourniquet to create limb ischemia, without the use of anesthesia or rigid fixation, and without the risk of being bitten.

Description

Устройство относится к области экспериментальной физиологии и медицины и используется для осуществления ишемии задней конечности у бодрствующих мелких лабораторных грызунов (крыс, мышей).The device relates to the field of experimental physiology and medicine and is used to implement ischemia of the hind limb in awake small laboratory rodents (rats, mice).

Известно устройство для фиксации лабораторных животных по патенту России №14722 (МПК A61D 3/00, приоритет 21.02.2000), содержащее столешницу с тяжелой основой и полуцилиндрический корпус, головная часть которого выполнена в виде усеченного конуса с отверстием, а хвостовая - снабжена съемной задвижкой с отверстием для хвоста и винтом, который фиксирует ее через прорезь в корпусе. Кроме того, на столешнице имеются две параллельно расположенные пластинки с пазами, в которые вставляется плоское основание полуцилиндрического корпуса.A device for fixing laboratory animals according to Russian patent No. 14722 (IPC A61D 3/00, priority 21.02.2000), comprising a worktop with a heavy base and a semi-cylindrical body, the head of which is made in the form of a truncated cone with a hole, and the tail is equipped with a removable valve with a tail hole and a screw that secures it through a slot in the body. In addition, on the countertop there are two parallel plates with grooves into which the flat base of the semi-cylindrical body is inserted.

Недостатки устройства заключаются в сложности конструкции, отсутствии доступа к задней лапе, неизбежности дополнительного стрессирования животного в результате жесткой фиксации и прозрачности стенок корпуса.The disadvantages of the device are the complexity of the design, lack of access to the hind leg, the inevitability of additional stress of the animal as a result of rigid fixation and transparency of the walls of the body.

Техническая проблема состоит в том, что имеющееся фиксирующее устройство не позволяют осуществлять ишемию задней конечности бодрствующих мелких лабораторных животных, путем перетягивания жгутом или манжетой. Это делает невозможным проведение неинвазивной транзиторной ишемии конечности, в частности, в рамках дистантного ишемического кондиционирования (ДИК). ДИК - это воздействие краткими эпизодами ишемии-реперфузии органа или конечности, повышающее устойчивость тканей к ишемическому и другим повреждениям, а также резистентность организма в целом. Положительный эффект подобного воздействия применяется в клинике для уменьшения повреждения и снижения операционного стресса, также ДИК может значительно улучшить неврологические функции и оказать нейропротекторное действие, обладает анксиолитическим и антидепрессивным эффектом. Простой способ ДИК на лабораторных грызунах - передавливание хвоста зажимом - не может быть напрямую экстраполирован на человека, для приближения условий эксперимента к клинической практике необходимо осуществлять ДИК, перетягивая конечность, не используя при этом седацию и избегая дополнительного стрессирования.The technical problem is that the existing fixation device does not allow ischemia of the hind limb of awake small laboratory animals by pulling with a tourniquet or cuff. This makes it impossible to conduct non-invasive transient limb ischemia, in particular, as part of distant ischemic conditioning (DIC). DIC is the effect of short episodes of ischemia-reperfusion of an organ or limb, increasing tissue resistance to ischemic and other injuries, as well as the resistance of the body as a whole. The positive effect of this effect is used in the clinic to reduce damage and reduce operational stress, and DIC can significantly improve neurological functions and have a neuroprotective effect, and has an anxiolytic and antidepressant effect. A simple way of DIC in laboratory rodents - squeezing the tail with a clamp - cannot be directly extrapolated to humans, in order to bring the experimental conditions closer to clinical practice, it is necessary to carry out DIC by pulling a limb without using sedation and avoiding additional stress.

Ставится задача создания удерживающего устройства, позволяющего осуществлять ишемию задней конечности у бодрствующих мелких лабораторных грызунов, способствующего минимизации стресса у животных и риска укусов персонала.The task is to create a holding device that allows ischemia of the hind limb in awake small laboratory rodents, minimizing stress in animals and the risk of personnel bites.

Проблема разрешается за счет того, что цилиндрический корпус иммобилизирующего пенала выполнен непрозрачным и имеет овальное отверстие, по размеру и расположению соответствующее задней лапе животного, которое может быть помещено внутри. Корпус располагается горизонтально над поверхностью стола на ножках, являющихся одновременно закрывающими решетками (ограничителями) для торцов цилиндра. Решетки составлены из стержней, проходящих через отверстия в корпусе и соединенных пластинами, которые являются подставками устройства.The problem is solved due to the fact that the cylindrical body of the immobilizing pencil case is made opaque and has an oval hole, the size and location of which corresponds to the hind paw of the animal, which can be placed inside. The case is located horizontally above the table surface on the legs, which are simultaneously closing lattices (limiters) for the ends of the cylinder. The gratings are composed of rods passing through openings in the housing and connected by plates, which are the stands of the device.

Технический результат заключается в том, что устройство позволит проводить ишемию конечности лабораторных грызунов безопасно, без применения наркоза и дополнительных стрессирующих воздействий, что повысит повторяемость результатов исследований и их трансляционный потенциал. Дополнительным преимуществом предлагаемой конструкции является простота изготовления.The technical result is that the device will allow ischemia of the limbs of laboratory rodents safely, without the use of anesthesia and additional stressful effects, which will increase the repeatability of research results and their translational potential. An additional advantage of the proposed design is ease of manufacture.

На фиг. 1 представлен чертеж разработанного устройства: цилиндрический корпус пенала 1 с отверстием 2 для задней лапы животного в его нижней части; П-образная съемная запирающая решетка, являющаяся одновременно и подставкой, состоит из двух стержней 3, соединенных плоским основанием 4.In FIG. 1 shows a drawing of the developed device: a cylindrical body of a pencil case 1 with an opening 2 for the hind paw of an animal in its lower part; U-shaped removable locking lattice, which is also a stand, consists of two rods 3 connected by a flat base 4.

На фиг. 2 представлена 3D-модель иммобилизирующего пенала в варианте исполнения с утолщениями в нижней части стержней запирающей решетки.In FIG. 2 shows a 3D model of an immobilizing pencil case in the embodiment with thickenings in the lower part of the rods of the locking lattice.

На фиг. 3 представлена фотография, иллюстрирующая применение разработанного устройства для выполнения ишемии задней конечности у бодрствующих лабораторных крыс. Видно, что задняя лапа грызуна располагается снаружи корпуса пенала, где ее возможно перетянуть жгутом для осуществления ишемии, без риска для экспериментатора и дополнительного стресса для животного.In FIG. 3 is a photograph illustrating the use of the developed device for performing hind limb ischemia in awake laboratory rats. It can be seen that the hind paw of the rodent is located outside the pencil case, where it can be pulled with a tourniquet to effect ischemia, without risk to the experimenter and additional stress for the animal.

Цилиндрический пенал 1 (фиг. 1) выполняется из непрозрачного материала, устойчивого к воздействию воды, толщина стенки определяется исходя из конструктивных соображений обеспечения прочности, устойчивости к возможному воздействию зубов грызунов и сохранения целостности конструкции. Во внутреннем объеме цилиндра животное должно размещаться свободно, но не иметь возможности развернуться. В нижней части цилиндра имеется овальное отверстие 2 по размеру и расположению соответствующее положению задней лапы животного, которое может быть помещено внутрь. Закрывающие решетки (задвижки), выполняются из металлических стержней 3, устойчивых к коррозии и воздействию зубов грызунов, прикрепленных в нижней части к поперечной пластине 4. При изготовлении закрывающей решетки из двух стержней, рекомендуется стержни располагать таким образом, чтобы они делили диаметр основания пенала на 3 равные части. Закрывающие решетки выполняют одновременно функцию подставок для пенала, что обеспечивается соединением их в П-образную конструкцию при помощи пластины 4, обеспечивающей устойчивость на столе. Ограничительные решетки вставлены в цилиндр через отверстия в его стенках. Стержни запирающей решетки, расположенной с задней стороны пенала (со стороны хвоста животного), более свободно вставляются и извлекаются из отверстий в стенках цилиндра для помещения грызуна в пенал и легкого запирания его внутри. Фиксация цилиндра на заданном расстоянии (около

длины задней лапы грызуна) от поверхности стола может обеспечиваться увеличением толщины (диаметра) стержней в нижней части торцевых решеток, как показано на фиг. 2, либо использованием дополнительного ограничителя или зажима, как продемонстрировано на фотографии (фиг. 3).The cylindrical pencil case 1 (Fig. 1) is made of an opaque material resistant to water, the wall thickness is determined on the basis of design considerations to ensure strength, resistance to possible effects of rodent teeth and preserve the integrity of the structure. In the internal volume of the cylinder, the animal should be placed freely, but not be able to turn around. In the lower part of the cylinder there is an oval hole 2 in size and location corresponding to the position of the hind paw of the animal, which can be placed inside. Closing lattices (latches) are made of metal rods 3 that are resistant to corrosion and the effects of rodent teeth attached at the bottom to the transverse plate 4. In the manufacture of a closing lattice of two rods, it is recommended that the rods be arranged so that they divide the diameter of the base of the pencil case 3 equal parts. The closing lattices simultaneously serve as supports for the pencil case, which is ensured by connecting them into a U-shaped structure using a plate 4, which provides stability on the table. Boundary grilles are inserted into the cylinder through openings in its walls. The rods of the locking lattice located on the rear side of the pencil case (on the tail side of the animal) are more freely inserted and removed from the holes in the cylinder walls to place the rodent in the pencil case and easily lock it inside. Fixing the cylinder at a given distance (about

the length of the hind paw of the rodent) from the surface of the table can be provided by increasing the thickness (diameter) of the rods in the lower part of the end grids, as shown in FIG. 2, or using an additional stop or clip, as shown in the photograph (Fig. 3).

При лабораторном исследовании адаптивных и патологических последствий ишемии в моделях на животных важно избежать дополнительного воздействия наркоза, а также снизить стрессирующие воздействия, что выполняется при изготовлении корпуса 1 удерживающего устройства из непрозрачных материалов и придания ему цилиндрической формы. Поведенческие особенности грызунов, как норных животных, ищущих укрытия, побуждают их самостоятельно входить в открытые с одной стороны пенала, после чего исследователь вставляет заднюю закрывающую решетку и при необходимости закрепляет ее сверху зажимом, как показано на фиг. 3, что не позволит животному покинуть цилиндр. Отверстие 2 в нижней части цилиндра расположено так, чтобы задняя лапа вошедшего грызуна оказывалась точно над ним и «вываливалась» из пенала целиком самопроизвольно или с небольшой помощью, пока не коснется поверхности стола (см. фотографию фиг. 3). Что позволяет экспериментатору перетянуть жгутом или сдавить манжетой заднюю конечность, обычно на уровне верхней трети бедра, для снижения кровотока и создания ишемии на необходимое время, а затем снять жгут для восстановления кровоснабжения (реперфузии), без применения наркоза или жесткой фиксации, и без риска быть укушенным. Показано, что трехкратная пятиминутная ишемия конечности в разработанном устройстве с пятнадцатиминутными реперфузионными перерывами в домашней клетке, не оказывает влияния на поведение крыс в «Открытом поле» и «Приподнятом крестообразном лабиринте» в дальнейшем, что позволяет проводить, в том числе, поведенческие исследования.In a laboratory study of the adaptive and pathological effects of ischemia in animal models, it is important to avoid the additional effects of anesthesia, as well as reduce the stressful effects that are performed in the manufacture of the housing 1 of the holding device from opaque materials and giving it a cylindrical shape. The behavioral characteristics of rodents, like burrowing animals seeking shelter, prompt them to enter the canisters open on one side, after which the researcher inserts a rear closing grill and, if necessary, fixes it on top with a clip, as shown in FIG. 3, which will not allow the animal to leave the cylinder. Hole 2 in the lower part of the cylinder is located so that the hind paw of the entered rodent appears exactly above it and “falls out” of the pencil case entirely spontaneously or with a little help until it touches the surface of the table (see photo of Fig. 3). This allows the experimenter to tighten the tourniquet with a tourniquet or squeeze a cuff, usually at the level of the upper third of the thigh, to reduce blood flow and create ischemia for the required time, and then remove the tourniquet to restore blood supply (reperfusion), without the use of anesthesia or rigid fixation, and without the risk of bitten. It was shown that triple five-minute limb ischemia in the developed device with fifteen-minute reperfusion breaks in the home cage does not affect the behavior of rats in the “Open Field” and “Elevated Cruciform Maze” in the future, which allows conducting, among other things, behavioral studies.

Claims

A device for experimental work with small laboratory animals, which is a casing with an end closed by a removable valve, characterized in that the casing is opaque and cylindrical in shape, there is an opening in the casing, the size and location of which corresponds to the position of the hind paw of the animal, which can be placed inside , the entrances to the housing from the side of the ends of the cylinder are closed by removable latches, which are also device supports made in the form of U-shaped elements consisting of rods, odyaschih through openings in the housing and connected to the bottom plates.