СПОСОБ ВВЕДЕНИЯ ИССЛЕДУЕМЫХ РАСТВОРОВ В ГИПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНУЮ ОБЛАСТЬ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК A61M5/46 

Изобретение относится к области медицины, а именно экспериментального моделирования функционального состояния гипофиза, гипоталамуса и других отделов головного мозга. Как известно, гипоталамус и гипофиз в определенном смысле функционируют как единый комплекс и осуществляют нейроэндокринную регуляцию функций практически всех систем организма, поэтому нарушение деятельности гипоталамических или гипофизарных структур могут дезорганизовать работу этих систем, в том числе и жизненноважных. В частности, в настоящее время доказана возможность развития гипертонической болезни, сердечных аритмий и внезапной сердечной смерти при развитии патологических процессов в области гипоталамуса.

С целью экспериментального изучения возможной роли гипофиза и гипоталамуса в развитии определенных заболеваний (например, эпилепсии) необходимо вызвать контролируемые изменения их функции с последующей регистрацией возникающих расстройств. Однако воздействие на эти структуры затруднено в связи с особенностями их локализации в глубоких отделах головного мозга. Чтобы преодолеть указанную выше трудность были предложены различные способы. Например, известен способ воздействия исследуемого вещества на изолированные переживающие нервные клетки забитого животного с последующим изучением возникающих изменений функциональных показателей этих клеток. Способ аппликации носителей лекарств после трепанации черепа применим для воздействия на поверхностные отделы коры головного мозга, но не пригоден для воздействия на структуры, расположенные в толще мозга. Одним из эффективных способов изучения функций различных структур головного мозга, в том числе гипофиза и гипоталамуса, является воздействие на них электрическим током или препаратами, модифицирующими их деятельность. Однако стереотаксические приборы, используемые для введения электродов в глубоко расположенные структуры головного мозга для воздействия на них электрическим током (Bures J., Petran М., Zachar J. "Electrophysiological methods in biological research". 3-d ed., Praga, 1967) сложны, изготовление их дорого, а при использовании в экспериментах на мелких лабораторных животных может потребоваться их доработка 9Лесников В.А., Цветкова И.П.. "Стереотаксические координаты гипоталамуса мыши". Физиол. журнал СССР, 1985, т.71, N 6, С.798-804) и не гарантируют точность воздействия на изучаемую структуру мозга.

В качестве аналога авторами использован способ (Лебедева М.А., "Импульсная активность нейронов продолговатого мозга при воздействии пенициллина". Бюлл. эксперим. биол. и мед. 2001, т.132, N 11, с.497-501), который предусматривает дорзальный подход к изучаемой области головного мозга. С этой целью у животного удаляют затылочную кость и части мозжечка, прикрывающие область воздействия. Затем под визуальным контролем с помощью шприца инъекционной иглой вводят раствор пенициллина в область продолговатого мозга, территориально прилежащую к гипоталамусу - для воспроизведения эпилептической активности нейронов в изучаемой области мозга.

Прототипом заявляемого способа (Гвоздевич В.Д., "Способ доступа к артериям основания головного мозга". Открытия и изобретения, 1988, N 3, с.23) предусматривается вентральный подход к частям головного мозга, локализованным в его основании, в том числе к сосудам, гипоталамусу, гипофизу. С этой целью предлагается рассечь мягкое небо по срединной линии от язычка до твердого неба, затем отделить слизистую оболочку от кости, произвести трепанацию основания черепа, рассечь твердую и паутинную оболочки, после чего откроются структуры, в которые под визуальным контролем можно ввести исследуемые вещества стандартным шприцом, с помощью стандартной инъекционной иглы. Таким образом, в способе, послужившем прототипом, интересующему воздействию предшествуют обширные травмирующие манипуляции, чреватые кровотечением, травматизацией тканей мозга и, как таковые, оказывающие сильное воздействие на функциональное состояние гипоталамо-гипофизарного комплекса. Кроме того, проведение указанных манипуляций значительно усложняет, удорожает процедуру воздействия на интересующие структуры, увеличивает длительность ее выполнения, однако не дает гарантии точности введения препаратов и однозначной интерпретации полученных результатов.

В предлагаемом способе практически исключена травматизация тканей, а процедура введения препарата по условиям ее выполнения (сдавление дыхательных путей) требует быстрого ее проведения и осуществляется с помощью устройства, изготовление которого доступно любому экспериментатору. Устройство включает следующие детали:

1. Стандартный шприц емкостью 1,0 мл с делениями 0,01 мл, используемый без дальнейших модификаций (фиг.1-1).

2. Направляющее устройство, изготовленное путем модификации стандартной инъекционной иглы с полиэтиленовой канюлей "Рекорд" и металлической инъекционной частью длиной 35 мм с внутренним диаметром 0,5 мм. Сущность модификации состояла в том, что при осторожном нагревании инъекционной части над пламенем (до размягчения полиэтилена вокруг этой части) канюлю перемещали к заостренному концу настолько, чтобы тупой конец выступал над срезом полости канюли на 1,0 мм. Полость канюли вокруг металлической части заливали клеем БФ (фиг.1-3).

3. Удлиненная инъекционная игла, изготовленная путем модификации стандартной инъекционной иглы с полиэтиленовой канюлей "Рекорд" и металлической инъекционной частью длиной 15 мм с наружным диаметром 0,4 мм. Сущность модификации состояла в замене инъекционной части (путем нагревания над пламенем) на более длинную инъекционную часть (длина 60 мм, наружный диаметр 0,4 мм), полученную из повседнево используемого стоматологического анестезирующего устройства фирмы "Septodont" (фиг.1-2).

4. Ограничительные муфточки длиной от 2 до 6 мм, надеваемые на удлиненную инъекционную иглу для контроля глубины укола, изготовленные из металлической инъекционной иглы с внутренним диаметром 0,5 мм (фиг.1-2).

Предлагаемая процедура трансглоточного введения исследуемых растворов в определенные структуры гипоталамуса или гипофиза осуществлялась следующим образом. Крысу в состоянии рауш-наркоза фиксировали брюшком вверх на препаровальном столике. Голову слегка запрокидывали с помощью марлевого поводка, подведенного под верхние резцы и привязанного к стойке столика у головы крысы. При необходимости регистрации ЭКГ в соответствующих точках закрепляли игольчатые электроды. Направляющим устройством (фиг.1-3) прокалывали мягкие ткани (до упора в кость) в точке пересечения линии, соединяющей углы нижней челюсти, со срединной линией. Поскольку при этом сдавливаются дыхательные пути, для восстановления их проходимости сразу же после прокола, удерживая острие направляющего устройства на кости, другой рукой захватывали кожу рядом с устройством и вдоль него поднимали мягкие ткани. Затем, контролируя проходимость дыхательных путей, делали устройством под небольшим нажимом несколько возвратно-вращательных движений (против и по ходу часовой стрелки). Когда заостренный конец направляющего устройства преодолевал кость (экспериментатор ощущал этот момент как переход в более мягкую субстанцию), движение устройства прекращали и в его канал вводили прикрепленную к содержащему испытуемый раствор шприцу удлиненную иглу с надетой на нее муфточкой-ограничителем глубины укола. Иглу продвигали вдоль канала направляющего устройства, на заданную муфточкой глубину и впрыскивали испытуемый раствор (в объеме не более 0,08 мл). Глубину и направление укола выбирали в соответствии со стереотаксическими координатами точки воздействия (Корнелишин Н.Ф., "Сердечно-сосудистые эффекты прямого действия ионов калия и кальция на гипоталамус". Кардиология, 1975, т.15, N 9, С.117-122. Bures J., Petran M., Zachar J. "Electrophysiological methods in biological research". 3-d ed. Praga, 1967, pp.653-695). Движение удлиненной иглы, в зависимости от расположения выбранной точки воздействия в тканях гипофиза или гипоталамуса, можно производить не строго вертикально, а под небольшим наклоном, однако смещение точки прокола наружных тканей в сторону от срединной линии чревато возникновением кровотечения.

В процессе изучения механизмов возникновения сердечных аритмий гипоталамического генеза автор вводил с помощью описанного выше устройства растворы пенициллина, АДФ и другие в область среднего гипоталамуса (вентромедиальные, дорсомедиальные и другие ядра). Было отмечено, что однократное введение иглы в область гипоталамуса без последующего введения раствора не вызывало очевидных последствий, после процедуры животные не отличались от интактных. После многократных введений иглы регистрировались небольшие по степени выраженности ритмически повторяющиеся судороги. После введения раствора пенициллина уже через 1,5-2 минуты развивались дозозависимые, резко выраженные, быстро следующие друг за другом приступы судорог мышц головной части тела, сопровождавшиеся различными нарушениями сердечного ритма, что отчетливо видно при сравнении исходной ЭКГ (фиг.2-1) и ЭКГ на 5-й минуте после введения пенициллина в область гипоталамуса (фиг.2-2). После введения раствора АДФ автором были зарегистрированы разнообразные быстро преходящие расстройства, зависящие от дозы и локализации введения препарата: остановка дыхания без одновременного нарушения сердечного ритма, расстройства сердечного ритма без одновременного нарушения дыхания (атриовентрикулярная блокада, атриовентрикулярный ритм и др.). В частности, указанное на фиг.2-3 развитие атриовентрикулярной блокады и момент введения препарата свидетельствует, по мнению автора, о нейрогенном, а не резорбтивном механизме нарушений сердечной деятельности и других функциональных расстройств, возникающих при воздействии на гипоталамус.

Изобретения относятся к экспериментальной медицине и предназначены для введения исследуемых растворов в гипоталамо-гипофизарную область экспериментальных животных. Устройство состоит из стандартного шприца с делениями 0,01 мл, направляющего канала, изготовленного из инъекционной иглы с внутренним диаметром 0,5 мм, и удлиненной инъекционной иглы с наружным диаметром 0,4 мм и с надеваемыми на нее ограничительными муфточками различной длины (от 2,0 до 6,0 мм, с внутренним диаметром 0,5 мм), изготовленными из инъекционной иглы. Введение исследуемых растворов в гипоталамо-гипофизарную область крыс выполняют трансглоточной инъекцией из точки прокола, расположенной на пересечении срединной линии и линии, соединяющей углы нижней челюсти. Глубину и направление укола выбирают в зависимости от стереотаксических координат точки воздействия. Изобретения позволяют исключить травматизацию тканей и ускорить проведение процедуры. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ введения исследуемых растворов в гипоталамо-гипофизарную область в эксперименте, включающий инъекцию раствора шприцом, отличающийся тем, что после фиксации животного в состоянии рауш-наркоза брюшком кверху, его голову запрокидывают и в точке пересечения линии, соединяющей углы нижней челюсти, со срединной линией, трансглоточно прокалывают направляющей иглой мягкие ткани до упора в кость, одновременно приподнимая мягкие ткани вдоль направляющей иглы для сохранения проходимости дыхательных путей, затем возвратно-вращательными движениями по и против часовой стрелки под небольшим нажимом проходят через кость и через направляющую иглу, с учетом координат точки воздействия, вводят исследуемый раствор удлиненной инъеционной иглой с надетым на нее ограничителем глубины укола.2. Устройство для введения исследуемых растворов в гипоталамо-гипофизарную область в эксперименте, состоящее из шприца с инъекционной иглой, отличающееся тем, что устройство представляет собой стандартный шприц с двумя модифицированными инъекционными иглами, одна из которых - стандартная инъекционная игла с внутренним диаметром 0,5 мм и длиной 35 мм с перемещенной к заостренному концу канюлей, причем тупой конец выступает над срезом канюли на 1,0 мм, а полость канюли вокруг металлической части залита клеем и служит направляющим каналом для другой иглы с удлиненной инъекционной частью, с наружным диаметром 0,4 мм и длиной 60 мм, с надеваемыми на нее ограничительными муфточками длиной от 2,0 до 6,0 мм с внутренним диаметром 0,5 мм.