專利名稱：一種用于制備脊髓損傷動物模型的實驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于醫學實驗儀器技術領域，涉及一種用于制備脊髓損傷動物模型的
實驗裝置。
背景技術：
脊髓損傷(spinal cord injury, SCI)是由于各種原因引起的脊髓結構、功能損害后損傷水平以下的脊髓功能障礙。在美國，每年每百萬人口新發生30 40例，有些地區甚至高達60例。據不完全統計，我國的脊髓損傷人數已突破百萬，并以每年12萬的速度劇增，全球脊髓損傷人數已突破三百萬。隨著現代社會的發展，交通及建筑墜落事故不斷增多，SCI人口不斷增加，加之SCI患者多數為青壯年，他們在社會和家庭中扮演著重要的角色，發生意外后將對社會和家庭造成巨大的經濟和精神損失。2008年發生的汶川地震是新中國成立以來破壞性最強、波及范圍最廣、災害損失最大的一次地震災害，震級達到里氏8.0級，最大烈度達到ll度，人員傷亡慘重。這次突如其來的地震導致了數萬傷員脊柱脊髓受到不同程度的損傷，傷員的功能康復問題顯得尤為突出，因此，有關脊髓損傷的研究在國際國內均是熱點課題。 進行脊髓損傷的研究，首先要復制標準理想的脊髓損傷模型。理想的脊髓損傷模型應具備以下要求①臨床相似性即制作的脊髓損傷模型應與臨床相近似，動物模型能夠模擬發生人類脊髓損傷的特殊病理過程，盡量接近人類情況。②可調控性即可以根據實際需要，調整損傷程度，復制不同損傷程度的脊髓損傷模型。③可重復性和可操作性即可以對脊髓損傷模型的關鍵步驟客觀化、定量化，模型操作技術簡單，易于掌握，便于推廣。[0004] CN 2957071公開了一種動物脊髓牽張損傷實驗裝置，該裝置主要用于牽張損傷造成的脊髓損傷研究。牽張損傷多見于脊柱矯形術導致的醫源性損傷，可是我們實際遇到的車禍、自然災害造成的脊髓損傷絕大多數是脊柱骨折后造成的脊髓擠壓，因此該實驗裝置具有一定的局限性。
發明內容本實用新型的目的是提供一種用于建立標準化脊髓損傷動物模型的實驗裝置，該裝置可以用來制備脊髓前方(腹側)、后方(背側)和兩側不同角度損傷的動物模型以及各個不同方向脊髓復合損傷的動物模型。
本實用新型用于制備脊髓損傷動物模型的實驗裝置包括有 —個實驗臺，實驗臺中部為一凹陷的工作臺平面，四周為凸起的臺座，并在臺座上設有若干個用于固定實驗動物的掛繩固定柱； 若干個由垂直滑桿和水平滑桿構成的支撐桿，分別活動連接在實驗臺的兩側和后[0009] 用于固定手術鉗的掛鉤，分別連接在位于實驗臺兩側2個支撐桿的水平滑桿前
丄山
順；
3[0010] —個垂直沖擊裝置，固定在實驗臺后側支撐桿上，包括一根中空的垂直沖擊通道
和一個沖擊桿，垂直沖擊通道通過沖擊通道導向座豎直固定在支撐桿水平滑桿的前端，一個直徑略小于垂直沖擊通道內徑的沖擊桿可以放置于垂直沖擊通道內，沿垂直沖擊通道垂直落下。 本實用新型的實驗裝置是通過安裝在支撐桿上完成工作的，支撐桿的安裝方法
為在實驗臺兩側和后側設有水平的滑槽，滑槽上設有滑塊，垂直滑桿與水平滑桿通過一連
接滑塊連接在一起構成支撐桿，并通過垂直滑桿連接在滑塊上。這樣的連接結構保證了水
平滑桿可以沿垂直滑桿前后和上下移動，支撐桿整體沿滑槽左右移動，使位于水平滑桿前
端的實驗裝置能在X軸、Y軸和Z軸三個方向三維移動，到達任意指定的地點。 在工作臺平面的下方放置有集物盤，用于將實驗過程中動物血液、尿液及糞便排
到其中，從而保證了工作臺平面的相對清潔。 進一步地，安裝在兩側支撐桿水平滑桿前端的掛鉤各為2對，用來固定用于顯露手術野的手術鉗等相關器械。 本實用新型的實驗裝置還包括一個固定在實驗臺后側另一支撐桿上的側擊打裝置，該側擊打裝置包括一個由水平沖擊板和分別鉸接在水平沖擊板前后端的前擺桿和分度板構成的沖擊架和一個水平沖擊桿。前擺桿的上端與水平滑桿的前端鉸接，分度板的上端鉸接水平滑桿的后端，使沖擊架與水平滑桿共同構成一個活動的平行四邊形，水平沖擊板可以此平行四邊形為框架前后擺動。水平沖擊桿固定在水平沖擊板上，用于水平沖擊板前后擺動時對實驗動物脊髓側部實施打擊。水平滑桿的后端固定有限位支架，限位支架上安裝沖擊開關，分度板上設有多個限位孔，沖擊開關可以插入其中任意一個限位孔內，將分度板定位，使水平沖擊板固定于一個位置。觸動沖擊開關，使其從限位孔中脫離出來，則可以使水平沖擊板擺動。將沖擊開關置于分度板上不同的限位孔，可以調整沖擊的角度，從而造成不同程度的側擊損傷。 進一步地，本實用新型的實驗裝置還可以在側擊打裝置上添加一個垂直提升機構，該垂直提升機構包括有一個升降提鉤和一個砝碼盤，并在支撐桿的連接滑塊上設有一個固定器，當固定器擰緊時，水平滑桿被鎖死在支撐桿上，不會移動，松開固定器，水平滑桿可以以固定器為支點進行上下擺動。升降提鉤鉸接在側擊打裝置前擺桿的最前端，砝碼盤懸掛在分度板上，其內放置有不同重量的砝碼。當只對實驗動物實施側部打擊時，升降提鉤被提起放置在前擺桿上，不起作用。升降提鉤被放下呈垂直狀態時，由前擺桿卡死，不再沿前擺桿擺動。升降提鉤的橫臂可以由實驗動物椎骨前方(腹側)進入脊髓的前方，以固定器作為杠桿支點，利用杠桿作用，通過懸掛在前擺桿另一側分度板上的砝碼盤的重量使升降提鉤上翹，造成脊髓的損傷。在砝碼盤內放置不同重量的砝碼，就可以造成不同程度的脊髓損傷。此外，將砝碼盤掛在分度板的不同限位孔時，由于力臂發生了變化，也可以用于調整造成脊髓損傷的外力大小。 本實用新型的制備脊髓損傷動物模型實驗裝置可以用于建立標準化的脊髓損傷動物模型。在臨床上，脊髓損傷的外力可以來自脊髓前方、后方，也可以來自脊髓的側方，且側方外力也有多個角度。本實用新型裝置的優勢就是可以制備脊髓前方(腹側)、后方(背側)及兩側不同角度的多種脊髓損傷類型的動物模型，并且可以制備各種方位聯合的復合損傷模型。其中[0017] 本實驗裝置中用于制備脊髓背側損傷模型的垂直沖擊裝置利用的是重物墜落法，即用重物從不同的高度落下打擊脊髓背側，造成不同程度的損傷。這是以往比較常用的制備脊髓損傷的方法，本實驗裝置將其標準化，通過調整沖擊桿的高度和重量，可以造成不同程度的脊髓損傷；加用了一個中空的垂直沖擊通道，可以使沖擊桿沿規定的方向下落，不出現位置的偏離，同時由于有沖擊通道固定，落下后的沖擊桿不會向側方倒落，造成其他部位的損傷。 本實驗裝置的側擊打裝置是利用沖擊開關打開時水平沖擊桿瞬間的沖擊力對實驗動物的側方脊髓造成損傷。本實驗裝置在分度板上標出了角度，且沖擊開關的沖擊強度標準量化，在側擊過程中，通過標定分度板角度和調整沖擊開關強度來控制側擊角度和沖擊開關沖擊力度的標準化，實現了標準化脊髓側方損傷模型的制備，可以產生標準的不同側位脊髓損傷角度。 本實驗裝置的垂直提升機構是用于制備脊髓腹側損傷模型的裝置。該裝置主要利
用了杠桿原理，升降提鉤的橫臂由椎骨前方(腹側)進入脊髓前方，利用杠桿作用使升降提
鉤的橫臂上翹，壓迫脊髓腹側，就造成了脊髓腹側損傷模型。砝碼盤懸掛在前擺桿另一側的
分度板上，其內放置不同重量的砝碼，就可以造成不同程度的脊髓損傷，此外，將砝碼盤掛
在分度板的不同限位孔時，由于力臂發生了變化，也可以用于調整造成脊髓損傷的外力大
小。其優點是脊髓損傷集中于前方，制備的動物模型更接近于臨床上脊髓腹側損傷的情況。
同時統一砝碼重量和杠桿力臂，也能夠達到標準化定量脊髓腹側損傷的目的。 將上述三個裝置聯合運用，就可以制備出多種復合脊髓損傷模型。 本實用新型的制備脊髓損傷動物模型實驗裝置基本上能夠滿足大多數外傷性脊
髓損傷模型的制備，并且可以有效控制脊髓損傷所受外力的大小，準確控制脊髓損傷的程
度，從而制備出相對統一的標準化脊髓損傷動物模型，能夠對外傷性脊髓損傷動物模型的
各種類型和損傷級別進行定量控制，實驗的可重復性強，有助于科學地開展脊髓損傷的科
研工作。
圖1是本實用新型實施例實驗裝置的立體結構圖； 圖2是本實用新型實施例實驗裝置的正面視圖； 圖3是圖1中掛鉤6及支撐桿4的立體結構圖； 圖4是圖1中垂直沖擊裝置8的立體結構圖； 圖5是圖1中側擊打裝置7的結構示意圖； 圖6是圖5的俯視圖； 圖7是圖1中工作臺1的結構分解圖。
具體實施方式用于制備脊髓損傷動物模型的實驗裝置結構如圖1、圖2所示，由一個實驗臺1、一組掛鉤裝置、一個垂直沖擊裝置8、一個側擊打裝置7以及附屬在側擊打裝置7上的垂直提升機構組成，其中 實驗臺1的結構如圖7，其主體結構為一個長方形框架，在框架內設置有一凹陷的工作臺平面3，并由一個與長方形框架相匹配的臺座2固定在長方形框架上，在臺座2上還 設有一圈掛繩固定柱5，用于綁定實驗動物的頭部、四肢及尾部，將其固定在工作臺平面3 上。在工作臺平面3的下方放置有一個用于收集實驗動物血液和糞便、尿液的集物盤9。 在實驗臺1上設置有4個支撐桿4，實驗臺的兩側各1個，后側2個。支撐桿4的 結構如圖3、圖4，由垂直滑桿43和水平滑桿41組成，并通過連接滑塊42連接在一起。在 實驗臺1的兩側和后側設有水平的滑槽44，滑槽44上設置有可沿其水平移動的滑塊45，支 撐桿4通過連接在滑塊45上，達到在實驗臺1上移動的目的。 所述的掛鉤6、垂直沖擊裝置8和側擊打裝置7均安裝在支撐桿4的水平滑桿41 上。其中， 在實驗臺1兩側支撐桿4的水平滑桿41前端各安裝有2對掛鉤6，具體結構如圖 3，兩側對稱設置，手術鉗固定在掛鉤上，用于將實驗動物的背部剝離顯露出來，便于實施打 擊。其中，垂直滑桿43、水平滑桿41均可以調節移動，使掛鉤6處于一個最佳操作位置。 如圖4所示的垂直沖擊裝置8固定在實驗臺1后側的一個支撐桿4上，包括一根 中空的垂直沖擊通道81和一個沖擊桿，垂直沖擊通道81通過沖擊通道導向座82豎直固定 在支撐桿水平滑桿41的前端，一個直徑略小于垂直沖擊通道81內徑的沖擊桿可以放置于 垂直沖擊通道內，沿垂直沖擊通道垂直落下，打擊暴露出的實驗動物脊髓背側，造成脊髓損 傷。通過調整垂直滑桿43、水平滑桿41的位置以及垂直沖擊通道81的高度，可以使垂直沖 擊通道81的出口位于實驗動物需擊打部位的正上方略高的地方，以提高擊打的準確性和 重現性。 側擊打裝置7固定在實驗臺1后側的另一支撐桿4上，結構如圖5，其主體為一個 由水平沖擊板74、前擺桿72和分度板75構成的沖擊架，前擺桿72和分度板75分別鉸接在 支撐桿4水平滑桿41的前后兩端，其另一端分別與水平沖擊板74的兩端鉸接，使沖擊架與 水平滑桿共同構成一個平行四邊形；在水平沖擊板74上固定有一個用于側擊打的水平沖 擊桿73 ;在水平滑桿41的后端固定有一個限位支架76，限位支架76上安裝沖擊開關79， 分度板75上設有多個限位孔77，沖擊開關79可以插入任意一個限位孔內，用于將分度板定 位，當啟動沖擊開關73時，其與限位孔77分離，分度板75依靠瞬間沖力向下運動，帶動水 平沖擊板74及固定在其上的水平沖擊桿73向前運動，對實驗動物的側部實施側擊打。 與其他支撐桿上的連接滑塊不同，用于固定側擊打裝置7的支撐桿4上的連接滑 塊42上還設有一個固定器40，當擰緊固定器40時，連接滑塊42為一個固定的整體結構，以 其連接的水平滑桿41和垂直滑桿43之間位置固定，不會相對移動，而松開固定器后，連接 滑塊42的兩部分可以以固定器為轉軸相對轉動，從而帶動水平滑桿也可以上下擺動。 在此基礎上，在側擊打裝置7上還可以附帶有一套垂直提升機構，包括有一個升 降提鉤71和一個砝碼盤78，升降提鉤71鉸接在前擺桿72的最前端，砝碼盤78懸掛在分度 板75上。將升降提鉤71的橫臂由椎骨前方(腹側)進入脊髓前方，在砝碼盤78內放置砝 碼，利用重力使水平滑桿41上翹，帶動升降提鉤71上翹，其橫臂壓迫脊髓腹側，就可以造成 實驗動物脊髓腹側損傷。添加不同重量的砝碼，造成脊髓損傷的程度不同。砝碼盤78掛在 分度板75上不同的限位孔77，由于力臂發生了變化，也可以造成不同程度的脊髓損傷。
權利要求一種用于制備脊髓損傷動物模型的實驗裝置，其特征是包括有一個實驗臺(1)，該實驗臺的中部為一凹陷的工作臺平面(3)，四周為凸起的臺座(2)，并在臺座上設有若干個用于固定實驗動物的掛繩固定柱(5)；若干個由垂直滑桿(43)和水平滑桿(41)構成的支撐桿(4)，分別活動連接在實驗臺(1)的兩側和后側；用于固定手術鉗的掛鉤(6)，分別連接在位于實驗臺(1)兩側2個支撐桿(4)的水平滑桿(41)前端；一個垂直沖擊裝置(8)，固定在實驗臺(1)后側支撐桿(4)上，包括一根中空的垂直沖擊通道(81)和一個沖擊桿，垂直沖擊通道(81)通過沖擊通道導向座(82)豎直固定在支撐桿水平滑桿(41)的前端，一個直徑略小于垂直沖擊通道(81)內徑的沖擊桿可以放置于垂直沖擊通道內，沿垂直沖擊通道垂直落下。
2. 根據權利要求1所述的用于制備脊髓損傷動物模型的實驗裝置，其特征是還包括一個固定在實驗臺后側另一支撐桿(4)上的側擊打裝置(7)，所述的側擊打裝置(7)包括一個由水平沖擊板(74)和分別鉸接在水平沖擊板前后端的前擺桿(72)和分度板(75)構成的沖擊架，以及一個水平沖擊桿(73);前擺桿(72)的上端與水平滑桿(41)的前端鉸接，分度板(75)的上端鉸接水平滑桿(41)的后端，使沖擊架與水平滑桿共同構成一個平行四邊形；水平沖擊桿(73)固定在水平沖擊板(74)上；水平滑桿(41)后端固定有限位支架(76)，限位支架(76)上安裝沖擊開關(79)，分度板(75)上設有多個限位孔(77)，沖擊開關(79)可以插入任意一個限位孔內，將分度板定位。
3. 根據權利要求1所述的用于制備脊髓損傷動物模型的實驗裝置，其特征是在工作臺平面(3)的下方放置有集物盤(9)。
4. 根據權利要求1所述的用于制備脊髓損傷動物模型的實驗裝置，其特征是在實驗臺(1)的兩側和后側設有水平的滑槽(44)，滑槽上設置有可沿其水平移動的滑塊(45)，所述的支撐桿(4)連接在滑塊(45)上。
5. 根據權利要求1所述的用于制備脊髓損傷動物模型的實驗裝置，其特征是用于構成支撐桿(4)的垂直滑桿(43)與水平滑桿(41)通過一連接滑塊(42)連接在一起。
6. 根據權利要求5所述的用于制備脊髓損傷動物模型的實驗裝置，其特征是用于固定側擊打裝置(7)的支撐桿(4)上的連接滑塊(42)上設有一個固定器(40)。
7. 根據權利要求6所述的用于制備脊髓損傷動物模型的實驗裝置，其特征是在所述的側擊打裝置(7)上還附屬有一個垂直提升機構，包括一個升降提鉤(71)和一個砝碼盤(78)，升降提鉤(71)鉸接在前擺桿(72)的最前端，砝碼盤(78)懸掛在分度板(75)上。
8. 根據權利要求1所述的用于制備脊髓損傷動物模型的實驗裝置，其特征是安裝在兩側支撐桿(4)水平滑桿(41)前端的掛鉤(6)各為2對。
專利摘要一種用于制備脊髓損傷動物模型的實驗裝置，包括一個實驗臺，若干個固定在實驗臺上，由垂直滑桿和水平滑桿構成的支撐桿，在其中二個支撐桿上設置掛鉤，一個支撐桿上安裝有由中空的垂直沖擊通道和沖擊桿組成的垂直沖擊裝置，一個支撐桿上安裝有由水平沖擊板、前擺桿、分度板和水平沖擊桿共同構成的、靠沖擊開關控制的側擊打裝置。在側擊打裝置上還附屬有一個由升降提鉤和砝碼盤組成的垂直提升機構。本實用新型的裝置可以制備脊髓前方(腹側)、后方(背側)及兩側不同角度的多種脊髓損傷的標準化動物模型，以及各種方位聯合的復合損傷模型。
文檔編號A61B19/00GK201542752SQ20092025503
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者劉強, 雙衛兵, 張利 申請人:雙衛兵