УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ У КРЫСЫ ИЛИ МЫШИ Российский патент 2006 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для экспериментальных биомедицинских исследований.

В соответствии с концепцией о сердечно-сосудистой системе как индикаторе адаптационных возможностей организма уровень ее функционирования рассматривается как ведущий показатель, отражающий равновесие организма со средой [1]. Сердце является довольно чувствительным индикатором всех происходящих в организме функционально значимых процессов. Поэтому в экспериментальных исследованиях электрокардиография является весьма ценным интегральным методом изучения реакций организма на различные воздействия. При этом важно, чтобы в период проведения исследований животное не подвергалось нежелательным стрессовым воздействиям, связанным, в частности, с обездвиживанием, наркозом, манипуляциями, причиняющими боль, если эти воздействия специально не предусмотрены задачами соответствующего эксперимента. Между тем, именно эти требования к проведению экспериментов на животных часто нарушаются. И связано это, главным образом, с отсутствием у исследователей соответствующего доступного технического оснащения.

Так, для регистрации электрокардиограммы (ЭКГ), в частности, у крыс последних наркотизируют [2, 3] или же помещают их в специальные клетки-пеналы, в которых животные оказываются обездвиженными и жестко фиксированными в определенном положении [4, 5]. При этом в качестве электродов используют иглы из нержавеющей стали, которые вводят подкожно в заданных участках тела. Для регистрации ЭКГ у крыс наиболее часто используют биполярные отведения по Эйнтховену (II стандартное отведение).

Отрицательное влияние наркоза на разные функции организма показано многими исследователями [6, 7]. Значительное влияние на организм оказывает и гипокинезия [8].

Известно устройство для электрофизиологических исследований на нефиксированных лабораторных животных, состоящее из кожуха в виде вертикально установленной спиральной пружины, внутри которой проходят два электрических провода [9]. Нижний конец кожуха адаптирован для подсоединения к голове животного. Для того, чтобы в процессе передвижений животного по клетке не нарушалось прохождение электрического сигнала от внешнего генератора к тем структурам головного мозга, в которых установлены электроды, на верхнем конце кожуха смонтировано шарнирное устройство.

Недостаток данного устройства для электрофизиологических исследований заключается в относительной сложности его конструкции.

Известно устройство для измерения электрофизиологических характеристик у мелких лабораторных животных - крыс или мышей, содержащее клетку в форме пенала-ячейки и состоящее из цилиндрической части, которая спереди взаимодействует с полым конусообразным элементом, а сзади сообщается с камерой, в основании которой размещены электроды. В основании пенала-ячейки имеются четыре электрода в виде токоотводящих сеток, снабженных электропроводами. После помещения животного в клетку на электроды камеры подают напряжение с целью воспрепятствования выходу животного из пенала-ячейки. Кардиограмму животного регистрируют при помощи токоотводящих сеток, которые электропроводами связны с регистрирующим устройством [10].

Недостатком данного устройства является то, что животное (крыса или мышь) в период исследования насильственно помещается в тесную клетку и находится там в состоянии полного обездвиживания, что неизбежно сопровождается сильным стрессом для животного. Надежному контакту сеток-электродов с телом крысы препятствует плотный слой шерсти. Можно сбривать шерсть в области контакта кожи с электродами и использовать специальные гели, но это существенно усложняет условия проведения эксперимента. К тому же при сбривании шерсти животное необходимо надежно фиксировать, что обычно делается с помощью кратковременного наркоза, что также отрицательно сказывается на результатах эксперимента [10].

Последнее из рассмотренных устройств для электрофизиологических исследований на крысах или мышах рассматривается нами в качестве прототипа.

Технический результат изобретения заключается в совершенствовании технических средств для регистрации ЭКГ у крысы или мыши и в снижении их отрицательного влияния на функциональное состояние указанных животных при проведении хронических экспериментов.

В предлагаемом изобретении для регистрации электрокардиограммы у крысы или мыши указанный положительный технический результат достигается за счет того, что в известном устройстве, состоящем из клетки и электродов с электропроводами, оно содержит основные электроды, с помощью вертикально расположенных электропроводов связанные с регистрирующим прибором, референтный электрод, средства фиксации электродов на крысе или мыши и стойку для укрепления в межлопаточной области крысы или мыши и фиксации к ней с возможностью отсоединения электропроводов основных электродов, при этом электроды укреплены на концах электропроводов и выполнены в виде дугообразно изогнутых пружинящих стержней, а средства их фиксации - в виде металлических булавок, на одной бранше каждой из которых укреплена металлическая трубка для вставления с возможностью отсоединения электрода. В стенке клетки выполнена прорезь, в которой с возможностью свободного вращения вокруг оси установлена металлическая втулка, выполняющая функцию привязи, для фиксации на конце хвоста крысы или мыши и подсоединения референтного электрода. Устройство снабжено металлической шпилькой для фиксации металлической втулки на конце хвоста крысы или мыши и контакта референтного электрода с ее тканями. Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 представлен общий вид устройства для регистрации электрокардиограммы у мелких лабораторных животных - крыс и мышей;

на фиг.2 - соединительные электропровода с электродами;

на фиг.3 - стойка с перфорированным фланцем;

на фиг.4 - булавка, фиксируемая на коже крысы или мыши;

на фиг.5 - клетка с крысой, подготовленной для записи ЭКГ.

Устройство для регистрации ЭКГ у крысы или мыши состоит из основных 1 и 2 (фиг.2) и референтного 3 (фиг.1) электродов, укрепленных на концах соответствующих соединительных электропроводов 4, 5 и 6 (фиг.1, 2, 5), из булавок 7 (фиг.4), сделанных из нержавеющей стали, а также из стойки 8 (фиг.3). Обязательными компонентами устройства являются также клетка 9 (фиг.5) для крысы или мыши и регистрирующий прибор 10 (фиг.1). Основные электроды 1 и 2 выполнены в виде тонких, слегка дугообразно изогнутых пружинящих стержней. Основной электрод подсоединяют к крысе или мыши посредством булавки 7, для чего к одной из ее бранш припаяна прямая трубка 11. Дугообразно изогнутый пружинящий электрод, будучи вставлен в трубку 11, достаточно надежно в ней удерживается за счет сил трения. В зависимости от применяемого в каждом случае способа регистрации ЭКГ количество используемых в каждом случае основных электродов (в парах с булавками) может быть и большим, чем два.

Приспособление для фиксации на теле крысы или мыши электропроводов выполнено в виде стойки 8 с основанием в виде перфорированного фланца 12. Электропровода пропущены через короткую резиновую трубку (или кольцо) 1 (фиг.2), которая надевается на стойку 8 и плотно прижимает к ней электропровода.

Крыса или мышь как в период проведения опытов, так и в периоды между опытами постоянного содержится в клетке 9, которая выполнена в виде полой усеченной пирамиды, обращенной широким основанием вверх и открытой с обоих концов. Ее устанавливают на штатив 14 (фиг.5), где она верхними, отогнутыми наружу краями с двух сторон опирается на горизонтально расположенные параллельные опоры 15 (фиг.5). В стенке клетки имеется вертикальная прорезь, в которой располагается втулка-привязь 16 (фиг.1, 5), укрепленная на хвосте крысы или мыши. Втулка-привязь на обоих концах имеет фланцы и может свободно вращаться в указанной прорези, не препятствуя перемещениям крысы или мыши по клетке и в то же время не позволяя им покидать открытую сверху клетку.

Крепление на теле крысы или мыши фиксирующих элементов - стойки 8 и булавок 7 - производят заранее, за некоторое время до начала опытов. Стойку 8 с помощью перфорированного фланца 12 лигатурами крепят на коже в межлопаточной области крысы или мыши. Кожные складки в соответствующих местах прокалывают булавками 7 и они, как и стойка 8, остаются на теле крысы или мыши в течение всего периода их использования в последующих экспериментах. Кроме того, при подготовке к экспериментам на хвост крысы или мыши надевают и с помощью заостренной шпильки фиксируют перфорированную металлическую втулку-привязь 16. На дистальном конце этой втулки имеется штырек 17 для подсоединения заземляемого референтного электрода 3 (фиг.1), который выполнен в виде трубки, припаянной к концу электропровода 6. Как вариант, референтный электрод может быть сделан таким же, как и основные электроды, и с помощью прикрепленной к коже булавки 7 фиксироваться, например, на спине крысы или мыши. Все вышеуказанные манипуляции на животном малотравматичны, непродолжительны и поэтому их производят под легким кратковременным наркозом.

Для контроля за функциональным состоянием сердца у крысы или мыши в хронических экспериментах можно использовать, например, биполярные отведения по Эйнтховену (II стандартное отведение): основной электрод 1 устанавливают в месте соединения правой передней конечности с туловищем, а основной электрод 2 - в месте соединения левой задней конечности с туловищем.

При проведении опыта электроды 1, 2 вставляют в припаянные к каждой булавке трубки 11. Затем электропровода с помощью резиновой трубки 13 фиксируют к стойке 8. При этом провода на участке между булавками 7 и стойкой не должны сильно провисать, но и не быть натянутыми. От стойки 8 электропровода направляются вверх, свободно проходят через отверстие в планке 18 (фиг.1), укрепленной примерно в 30 см над клеткой, и затем их подсоединяют к регистрирующему прибору 10. Длина проводов на участке между крысой или мышью и планкой 18 регулируется с помощью расположенной над планкой и плотно надетой на провода резиновой шайбой 19 (фиг.1) с относительно узким центральным отверстием. При приложении определенного усилия шайбу можно перемещать вдоль проводов. В то же время за счет сил трения она достаточно надежно удерживается на проводах в нужном месте. Референтный электрод 3 подсоединяют к штырьку 77 на втулке-привязи 16. После этого можно начинать запись ЭКГ. По окончании каждого эксперимента электроды от крысы или мыши отсоединяют, а булавки 4 и стойка 8 остаются на теле животного и, как показывают наблюдения, не причиняют ему какого-либо беспокойства.

Благодаря постоянному наличию на теле крысы или мыши непосредственно контактирующих с тканями булавок для крепления электродов, отпадает необходимость перед каждым опытом сбривать шерсть в соответствующих местах на коже животного и использовать специальные электропроводящие гели. В целом предлагаемое изобретение позволяет при регистрации ЭКГ у крысы или мыши избежать стрессовой ситуации, обусловленной, в частности, обездвиживанием животного. В результате исследователь имеет возможность получать более объективную информацию о функциональном состоянии крысы или мыши. Кроме того, содержание крысы или мыши в открытой сверху клетке позволяет вести визуальный контроль за поведением животного в процессе проведения опыта.

Источники информации

1. Баевский P.M., Берсенева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. М., 1997, 235 с.

2. Маханова Н.А. и др. Бюлл. эксперим. биол. и мед., 1997, Т.123, №6, С.709-713.

3. Гордадзе Н.Г. Химико-фармацевтический журнал, 2002, Т.36, №1, С.3-4.

4. Арушанян А.Э. и др. Эксперим. и клинич. фармакол., 1995, Т.58, №2, С.29-31.

5. Космачев А.Б. и др. Эксперим. и клинич. фармакол., 1997, Т.60, №5, С.44-46.

6. Pelissier A.L. et al., Sci. et techn. anim. lab., 1998, 23, No.2, c.91-98.

7. Абидова С.С. Эксперим. и клинич. фармакол., 2002, т.65, №6, с.46-48.

8. Смирнов К.В., Уголев А.М. Космическая гастроэнтерология. М., 1981, 277 с.

9. Bloss J.L., Potts W.J. Physiology and Behavior, 1974, Vol.13, №2, pp.343-344.

10. Авторское свидетельство SU 1468479 A1, A 01 К 1/03, 30.03.1989.

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство содержит клетку, основные электроды, с помощью вертикально расположенных электропроводов связанные с регистрирующим прибором, референтный электрод, средства фиксации электродов на крысе или мыши и стойку. Стойку укрепляют в межлопаточной области крысы или мыши и фиксируют к ней с возможностью отсоединения электропроводы основных электродов. Электроды укреплены на концах электропроводов. В устройстве по первому варианту электроды выполнены в виде дугообразно изогнутых пружинящих стержней. Средства их фиксации выполнены в виде металлических булавок. На одной бранше каждой из булавок укреплена металлическая трубка для вставления с возможностью отсоединения электрода. В устройстве по второму варианту основные электроды выполнены в виде дугообразно изогнутых пружинящих стержней. В стенке клетки выполнена прорезь, в которой с возможностью свободного вращения вокруг оси установлена металлическая втулка. Втулка выполняет функцию привязи и служит для фиксации на конце хвоста крысы или мыши и подсоединения референтного электрода. Изобретение позволяет снизить отрицательное влияние технических средств на функциональное состояние животных при проведении экспериментов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для регистрации электрокардиограммы у крысы или мыши, содержащее клетку и электроды с электропроводами, отличающееся тем, что оно содержит основные электроды, с помощью вертикально расположенных электропроводов связанные с регистрирующим прибором, референтный электрод, средства фиксации электродов на крысе или мыши и стойку для укрепления в межлопаточной области крысы или мыши и фиксации к ней с возможностью отсоединения электропроводов основных электродов, при этом электроды укреплены на концах электропроводов и выполнены в виде дугообразно изогнутых пружинящих стержней, а средства их фиксации - в виде металлических булавок, на одной бранше каждой из которых укреплена металлическая трубка для вставления с возможностью отсоединения электрода.2. Устройство для регистрации электрокардиограммы у крысы или мыши, содержащее клетку и электроды с электропроводами, отличающееся тем, что оно содержит основные электроды, с помощью вертикально расположенных электропроводов связанные с регистрирующим прибором, референтный электрод, средства фиксации электродов на крысе или мыши и стойку для укрепления в межлопаточной области крысы или мыши и фиксации к ней с возможностью отсоединения электропроводов основных электродов, при этом электроды укреплены на концах электропроводов, основные электроды выполнены в виде дугообразно изогнутых пружинящих стержней, средства их фиксации - в виде металлических булавок, на одной бранше каждой из которых укреплена металлическая трубка для вставления с возможностью отсоединения электрода, а в стенке клетки выполнена прорезь, в которой с возможностью свободного вращения вокруг оси установлена металлическая втулка, выполняющая функцию привязи, для фиксации на конце хвоста крысы или мыши и подсоединения референтного электрода.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено металлической шпилькой для фиксации металлической втулки на конце хвоста крысы или мыши и контакта референтного электрода с ее тканями.