СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ МИННО-ВЗРЫВНОЙ ТРАВМЫ МЯГКИХ ТКАНЕЙ И ОРГАНОВ МАЛОГО ТАЗА У ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ Российский патент 2025 года по МПК G09B23/28 

Область техники

Изобретение относится к области медицины, а именно к экспериментальной медицине, военно-полевой хирургии и травматологии, и может быть использовано для моделирования поражений, соответствующих минно-взрывной травме (ударной волной, термического повреждения и повреждения поражающими элементами) мягких тканей и органов малого таза у самок крыс.

Уровень техники

Моделирование минно-взрывных травм (МВТ) в эксперименте на лабораторных животных, является необходимым условием для разработки новых, а также усовершенствования уже существующих способов лечения МВТ. Однако наиболее существенным недостатком имеющихся моделей МВТ является их труднодоступность, что обусловлено тем, что для их воспроизведения необходимы использование специальных средств в условиях военного полигона (Соловьев И.А., Титов Р.В., Шперлинг И.А. и др., Особенности взрывной травмы при использовании отдельных видов средств индивидуальной бронезащиты. Вестник Российской Военно-медицинской академии. - 2015. - № 3 (51). - С. 128-132), электродетонаторов (Венгерович Н.Г., Шперлинг И.А., Юркевич Ю.В. и др., Морфологическая характеристика посттравматической регенерации скелетных мышц при экспериментальной взрывной травме. Бюллетень сибирской медицины. - 2015. - Т. 14. - № 4. - С. 17-24), гранат или самодельных взрывных устройств на основе пластида (Mykhailusov RN, Negoduiko VV, Prikhodko YuV. Biological layer design of fire wounds of soft tissues. Eksperimentalna i klinichna meditsyna. - 2016. - № 4. - С. 144-7) и специальные разрешения. Кроме того, существующие способы, как правило, предполагают использование крупных экспериментальных животных (свиньи, собаки). Все указанное значительно суживает область их применения в экспериментальной медицине.

Известен способ моделирования минно-взрывного ранения (Венгерович Н.Г. Морфологическая характеристика посттравматической регенерации скелетных мышц при экспериментальной взрывной травме / Н.Г. Венгерович, И.А. Шперлинг, Ю.В. Юркевич [и др.] // Бюллетень сибирской медицины. - 2015. - Т. 14, №4. - С. 17-24. DOI: 10.20538/1682-0363-2015-4-17-24), согласно которому ранение наносят с помощью электродетонатора ЭДП-р, предназначенного для инициирования взрыва в зарядах бризантных взрывчатых веществ, приводимых в действие электрическим импульсом (источник газопламенного компонента минно-взрывной травмы). В результате воздействия получают воспроизводимые местные повреждения кожи и скелетных мышц задней поверхности бедра подопытных животных, в качестве которых могут использоваться крысы. Для установки электродетонатора используют жесткий полиуретановый блок из газонаполненной пластмассы, имеющий прорезь в центре и обеспечивающий направленное воздействие газоплазменного компонента взрывной травмы. Детонатор располагают на расстоянии 11 см от места повреждения. Размеры входного повреждения составляют в среднем 10±2 мм, раневого канала - 18±3 мм. После приведения в действие электродетонатора возникает направленная взрывная газовая струя, которая приводит к образованию обширных разрушений мягких тканей с наружным кровотечением и развитием общего коммоционно-контузионного синдрома. В случае воздействия газовой струи на достаточном расстоянии от места расположения костей удается избежать их переломов.

К недостаткам указанного способа моделирования, предусматривающего проведение взрывных работ, относятся не только необходимость его реализации в условиях специального полигона, получение особого разрешения, но и высокая трудоемкость подготовительных работ.

Из уровня техники известен способ моделирования (Чиж H.A., Ковалев Г.А., Белочкина И.В., Михайлова И.П. Модель минно-взрывной травмы // Клиническая хирургия. - 2019. - Т. 86(1). - С. 61-64. DOI: 10.26779/2522-1396.2019.01.61.), согласно которому минно-взрывную травму наносят с помощью строительно-монтажных пистолетов (СМП) «СМП-3М» калибром 12 мм и «ПЦ-84» калибром 6,8 мм без поршня с различной массой порохового заряда (0,38 г, 0,43 г, 0,55 г) (ОАО «Тульский оружейный завод», Россия) и поражающими элементами, для чего в стволе СМП на расстоянии 10 см от дульного среза размещают пыж в виде бумажной салфетки с завернутыми в нее стальными осколками размером 3-5×1,5 мм, общей массой 0,2 г. Использование СМП без поршня с размещенным в его стволе бумажным пыжом со стальными осколками, а также специально изготовленной стойки для прикрепления к столешнице позволяет обеспечить воздействие направленной ударной волны с вторичными ранящими агентами, то есть обеспечить имитацию взрыва и нанесение минно-взрывной травмы.

Однако данный способ требует нескольких вмешательств, что увеличивает срок моделирования. К тому же для реализации способа требуется применение специально-разработанной стойки, состоящей из металлической пластины и закрепленного на ней диска с углублением под прижимную часть.

Наиболее близким к заявляемому является способ моделирования взрывной травмы мягких тканей конечности с переломом бедренной кости (патент RU 2748384, МПК A61B5/00, опубл. 25.05.2021), включающий нанесение травмы на предварительно выстриженную поверхность бедра находящегося под наркозом мелкого лабораторного животного - крысы. Травму наносят за счет организации взрыва путем подрыва взрывного заряда, в качестве которого используют пиротехническое изделие бытового назначения - обыкновенную терочную петарду Корсар-2, которую устанавливают в бедре крысы в непосредственной близости от кости - на расстоянии 0,5-0,8 см от нее, в канале длиной 2,0-2,5 см, сформированном в области расположения полусухожильной, полуперепончатой и двуглавой мышц бедра, через линейный разрез кожи длиной 0,8-1,0 см, выполненный в средней трети латеральной поверхности бедра крысы параллельно длиннику бедренной кости, для чего тупым способом, с помощью зажима, минимально травмируя ткани, раздвигают кожу и расслаивают мышцы бедра. Петарду Корсар-2 устанавливают таким образом, чтобы ее часть от места запала выступала на 2 см над поверхностью кожи, а оставшаяся часть располагалась в сформированном канале и частично, а именно на 0,3-1,0 см, выступала из контрапертуры на противоположной поверхности бедра. Для моделирования изолированной взрывной травмы мягких тканей конечности с переломом бедренной кости используют крыс с массой тела 320±30 г.

Однако данный способ требует проведения несколько оперативных вмешательств, подбора взрывчатых элементов, что увеличивает срок моделирования.

Раскрытие сущности изобретения

Технической проблемой заявляемого изобретения является разработка способа моделирования поражений мягких тканей и органов малого таза у лабораторных животных - крысы в эксперименте, соответствующих травме ударной волной, термическими повреждениями и повреждениями поражающими элементами, и обеспечивающего моделирование разрыва стенок матки у самок животного с отделением ее от связок и от апоневроза Денон-Виллье, ограничивающего влагалище от прямой кишки.

Технический результат заключается в обеспечении воспроизводимости результатов и в расширении функциональных возможностей за счет моделирования разрыва стенок матки у самок животного при упрощении способа и сокращении времени моделирования.

Технический результат достигается тем, что в способе моделирования взрывной травмы мягких тканей и органов малого таза у находящегося под наркозом лабораторного животного - крысы, включающем нанесение травмы ударной волной, термическими повреждениями и повреждениями поражающими элементами на предварительно выстриженную поверхность тела животного, согласно решению, для моделирования разрыва стенок матки у самок животного с отделением ее от связок и от апоневроза Денон-Виллье, ограничивающего влагалище от прямой кишки, травму наносят пусковым устройством пружинного типа с резьбовыми патронами, имеющим гильзу с капсюлем-воспламенителем, пороховым зарядом, состоящим из порошкового магния и перхлората калия и сигнальной звездкой, массой 0,009 г, временем горения заряда 3-5 сек, с расстояния ± 5 см, при этом животное размещают в горизонтальном положении лежа на спине с разведенными и фиксированными задними лапами, а пусковое устройство ориентируют по вектору взрыва на промежность.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 - представлено однозарядное пусковое устройство, на фиг. 2 - представлено устройство резьбового патрона; на фиг. 3 - приведены результаты микроскопического исследования области таза лабораторных животных.

Позициями на чертежах обозначено:

1. корпус пускового устройства;

2. резьба для установки резьбовых патронов;

3. ударник с пружиной для инициирования резьбовых патронов;

4. ручка взвода;

5. гильза с капсюлем-воспламенителем;

6. пороховой заряд;

7. резьбовой патрон;

8. очаги коагуляционного некроза;

9. палочкоядерные лейкоциты.

В таблице приведены размеры площади ран у лабораторных животных, полученных в результате моделирования взрывной травмы с использованием заявляемого способа (M±m).

Осуществление изобретения

Способ осуществляется следующим образом.

Исследования проводились на 24 лабораторных крысах-самках породы «Стандарт» массой 200±50 г. Все манипуляции и содержание животных было регламентировано этической комиссией ФГБОУ ВО «Саратовского государственного медицинского университета им. В.И. Разумовского» Министерства Здравоохранения Российской Федерации (протокол № 7, 15.07.2024). Условия содержания в виварии лабораторных животных регламентированы РД-АПК 3.10.07.02-09 «Методические рекомендации по содержанию лабораторных животных в вивариях научно-исследовательских институтов и учебных заведений», приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации от 01.04.2016 г. № 199н «Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики», ГОСТ 33216-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами» (актуализированным от 01.01.2021). По стандартной методике проводили общую анестезию лабораторных животных за 30 минут до начала реализации заявляемого способа. Затем на области промежности лабораторного животного выстригали шерсть, оставляя шерстяной покров высотой не более 1-2 мм. МВТ моделировали с помощью однозарядного пускового устройства (ПУ) (фиг. 1) пружинного типа, массой 56 г, габаритными размерами 120х14х14 мм (Россия, ООО «А+А»), с резьбовыми патронами 7 (фиг. 2), имеющими гильзу с капсюлем-воспламенителем 5, пороховым зарядом 6, состоящим из порошкового магния и перхлората калия и сигнальной звездкой, высотой 32 мм, диаметром 17 мм, толщиной корпуса 1 мм, массой 0,009 г, временем горения заряда 3-5 сек (Россия, ООО «А+А»).

Однозарядное пусковое устройство пружинного типа содержит корпус 1, в верхней части которого выполнена резьба для установки резьбовых патронов 2. Внутри корпуса, в средней части, размещен ударник с пружиной для инициирования резьбовых патронов 3. В нижней части корпуса расположена ручка взвода 4 в (фиг. 1).

Для моделирования МВТ, лабораторное животное размещают в горизонтальном положении лежа на спине с разведенными и фиксированными задними лапами. Лапы фиксируют таким образом, чтобы участок промежности, подлежащий травматизации, находился под дульным срезом ПУ на расстоянии ± 5 см. Пусковое устройство ориентируют по вектору взрыва на промежность. Для приведения устройства в рабочее положение устанавливали штифт ударного механизма в первый от дульного среза вырез на корпусе устройства. Отвернув устройство от себя, ввинчивали резьбовой патрон в отверстие корпуса до упора и фиксировали устройство рукой. Затем, удерживая прочно устройство с резьбовым патроном в вытянутой вверх руке (под углом 90°), производили выстрел, для чего штифт был сдвинут в продольный паз. Выстрел производился в помещении с отсутствием ветра и внешних воздействий.

После выстрела проводили макроскопическую оценку поражения путем осмотра наружной поверхности области промежности: края ран были неровными, с мелкими надрывами, обожженными, в связи с чем сопоставить края ран не представлялось возможным (дефект «минус-ткань» по М.И. Райскому). После проведения наружного осмотра места поражения проводили рассечение мягких тканей таким образом, чтобы плоскость сечения была перпендикулярна поверхности кожи и проходила через центр области травмы. В ходе препарирования тканей, было уставлено, что входное отверстие продолжалось слепым раневым каналом глубиной около 3/4 толщи мышечно-фасциального слоя. Дефект мышечно-фасциального слоя отличался звездчатой формой и соответствовал размеру кожного дефекта. В раневом канале были обнаружены поражающие элементы, образовавшиеся при взрыве резьбового патрона и участок миометрия с полным разрывом стенки матки и отделением её от связок и от апоневроза Денон-Виллье, ограничивающего влагалище от прямой кишки.

Таким образом, использование ПУ пружинного типа и резьбовых патронов, имеющих гильзу с капсюлем-воспламенителем, пороховым зарядом, состоящим из порошкового магния и перхлората калия и сигнальной звездкой, позволяет получить ударную волну, формирующуюся от избыточного давления, возникающего в результате горения порохового заряда, состоящего из порошкового магния и перхлората калия, термическое повреждение области промежности вследствие горения порохового заряда, состоящего из порошкового магния и перхлората калия, повреждение вторичными ранящими элементами, образующимися при взрыве резьбового патрона, которые являются в данном случае травмирующими агентами.

Проведенная в дальнейшем морфологическая оценка позволила установить, что края разрыва неровные, с признаками размозженности и кровоизлияния. В окружающей ткани выраженное острое воспаление с большим количеством палочкоядерных лейкоцитов 9. Наблюдаются очаги коагуляционного некроза 8 (фиг. 3).

Кроме того, было установлено, что МВТ, полученные с использованием заявляемого способа, у всех подопытных животных были идентичны по характеру и степени тяжести повреждений мягких тканей, их локализации, форме, площади и глубине. У каждого лабораторного животного произошел полный разрыв стенок матки с отделением ее от связок и от апоневроза Денон-Виллье, ограничивающего влагалище от прямой кишки.

Характеристики полученной МВТ у каждого лабораторного животного, в том числе размеры раны кожи и подкожно-жировой клетчатки (ПЖК), размеры мышечных ран и фасций, глубина ран, были фиксированы, а их средние значения в группе (М) и стандартные отклонения (m) представлены в таблице.

Таким образом, полученные экспериментальные данные подтверждают, что заявляемый способ обеспечивает получение воспроизводимой модели МВТ, позволит использовать ее для моделирования поражений, соответствующих МВТ (ударной волной, термического повреждения и повреждения поражающими элементами) мягких тканей и органов малого таза у крыс.

Заявляемое изобретение позволяет путем организации взрыва с использованием ПУ и резьбовых патронов, имеющих гильзу с капсюлем-воспламенителем, пороховым зарядом, состоящим из порошкового магния и перхлората калия и сигнальной звездкой, моделировать у мелких лабораторных животных (крыс) МВТ мягких тканей, в виде неровных, с мелкими надрывами, обожженных ран кожи, подкожно-жировой клетчатки, фасций и мышц с повреждениями органов малого таза, в виде полного разрыва стенок матки с отделением ее от связок и от апоневроза Денон-Виллье, ограничивающего влагалище от прямой кишки, т.е. идентичных по характеру и степени тяжести, локализации, форме, площади и глубине у всех экспериментальных животных, что весьма актуально в настоящее время и определяет перспективы его широкого использования в исследовательских целях.

Заявляемый способ достаточно прост в проведении, предусматривает использование для организации взрыва вместо сложных и дорогостоящих устройств и приспособлений ПУ и резьбовых патронов, имеющих гильзу с капсюлем-воспламенителем, пороховым зарядом, состоящим из порошкового магния и перхлората калия и сигнальной звездкой, обращение с которыми не требует специальных знаний и навыков, которые выпускаются отечественными производителями и доступны в продаже, не требует проведения в условиях специально оборудованных помещений или оснащенных площадок полигонов, практичен, в связи с чем доступен исследовательским группам при соблюдении техники безопасности.

Способ МОДЕЛИРОВАНИЯ МИННО-ВЗРЫВНОЙ ТРАВМЫ мягких тканей и органов малого таза у лабораторных животных

Таблица - Размеры площади ран у лабораторных животных, полученных в результате моделирования взрывной травмы с использованием заявляемого способа (M±m)

Номер животного Характеристика взрывной травмы области промежности Размеры ран кожи и подкожно-жировой клетчатки Площадь раны, см² Размеры мышечных ран и фасций Площадь раны, см² Глубина ран, см 1 2,5±0,5 3,9±0,5 0,8±0,5 2,3±0,5 1,9±0,5 2 2,6±0,5 4,2±0,5 1,2±0,5 2,4±0,5 2,3±0,5 3 2,7±0,5 3,8±0,5 1,1±0,5 2,7±0,5 2,0±0,5 4 2,2±0,5 3,7±0,5 1,3±0,5 2,8±0,5 2,4±0,5 5 2,3±0,5 3,9±0,5 1,3±0,5 2,5±0,5 2,6±0,5 6 2,5±0,5 4,1±0,5 1,0±0,5 2,9±0,5 1,9±0,5 7 2,6±0,5 4,3±0,5 0,9±0,5 3,1±0,5 1,8±0,5 8 2,5±0,5 3,8±0,5 1,0±0,5 2,5±0,5 2,5±0,5 9 2,5±0,5 3,9±0,5 1,3±0,5 2,4±0,5 2,2±0,5 10 2,6±0,5 4,2±0,5 0,8±0,5 2,9±0,5 2,4±0,5 11 2,5±0,5 3,7±0,5 1,1±0,5 2,7±0,5 2,3±0,5 12 2,6±0,5 3,8±0,5 1,3±0,5 2,6±0,5 2,3±0,5 13 2,5±0,5 3,9±0,5 1,1±0,5 2,6±0,5 2,1±0,5 14 2,3±0,5 3,7±0,5 1,2±0,5 2,4±0,5 2,5±0,5 15 2,4±0,5 3,9±0,5 1,2±0,5 2,7±0,5 2,3±0,5 16 2,2±0,5 4,2±0,5 0,8±0,5 2,8±0,5 2,1±0,5 17 2,3±0,5 4,1±0,5 1,2±0,5 2,5±0,5 2,2±0,5 18 2,5±0,5 3,8±0,5 1,0±0,5 2,8±0,5 2,4±0,5 19 2,2±0,5 3,9±0,5 1,2±0,5 2,4±0,5 2,3±0,5 20 2,5±0,5 4,1±0,5 1,2±0,5 2,7±0,5 2,0±0,5 21 2,5±0,5 3,7±0,5 1,1±0,5 2,5±0,5 2,1±0,5 22 2,3±0,5 3,8±0,5 1,2±0,5 2,4±0,5 2,4±0,5 23 2,7±0,5 3,9±0,5 1,0±0,5 2,8±0,5 2,2±0,5 24 2,6±0,5 4,2±0,5 1,1±0,5 2,6±0,5 2,5±0,5

Изобретение относится к области медицины, а именно к экспериментальной медицине, военно-полевой хирургии и травматологии. Для моделирования разрыва стенок матки у самок животного с отделением ее от связок и от апоневроза Денон-Виллье, ограничивающего влагалище от прямой кишки, травму наносят пусковым устройством пружинного типа с резьбовыми патронами, имеющим гильзу с капсюлем-воспламенителем, пороховым зарядом, состоящим из порошкового магния и перхлората калия, и сигнальной звездкой, массой 0,009 г, временем горения заряда 3-5 с, с расстояния ±5 см. При этом животное размещают в горизонтальном положении лежа на спине с разведенными и фиксированными задними лапами, а пусковое устройство ориентируют по вектору взрыва на промежность. Способ позволяет воспроизводить результаты и расширять функциональные возможности за счет моделирования разрыва стенок матки у самок животного при упрощении техники и сокращении времени моделирования. 3 ил., 1 табл.

Способ моделирования взрывной травмы мягких тканей и органов малого таза у находящегося под наркозом лабораторного животного - крысы, включающий нанесение травмы ударной волной, термическими повреждениями и повреждениями поражающими элементами на предварительно выстреженную поверхность тела животного, отличающийся тем, что для моделирования разрыва стенок матки у самок животного с отделением ее от связок и от апоневроза Денон-Виллье, ограничивающего влагалище от прямой кишки, травму наносят пусковым устройством пружинного типа с резьбовыми патронами, имеющим гильзу с капсюлем-воспламенителем, пороховым зарядом, состоящим из порошкового магния и перхлората калия, и сигнальной звездкой, массой 0,009 г, временем горения заряда 3-5 с, с расстояния ±5 см, при этом животное размещают в горизонтальном положении лежа на спине с разведенными и фиксированными задними лапами, а пусковое устройство ориентируют по вектору взрыва на промежность.