一種彈簧式生物打擊裝置及方法

2023-05-19 02:40:36

一種彈簧式生物打擊裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種彈簧式生物打擊裝置，包括：基座、固定器、指示面板和打擊部件，其中，所述基座通過螺絲與所述打擊部件相連接；所述指示面板由垂直面板和滑動面板組成，所述滑動面板上附加量角器，所述滑動面板在所述垂直面板上做橫向移動；所述打擊部件包括打擊棍、彈簧和打擊導軌，所述打擊棍沿著所述打擊導軌運動。本發明還提供了一種彈簧式生物打擊方法。本發明所述彈簧式生物打擊裝置可使用角度將不同打擊力度進行標示，通過更換不同的彈簧和打擊棍，可實現對中小動物的打擊，很容易地製造出損傷分級打擊動物模型，適合於生物力學、成傷機制、病理學研究。
【專利說明】_種彈黃式生物打擊裝置及方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種彈簧式生物打擊裝置及方法。

【背景技術】
[0002]外傷性顏腦損傷(traumatic brain injury，TBI)是神經外科臨床上常見的急症，也是當今威脅人類生命的主要疾患之一，尤其是重型顱腦傷患者死亡率很高，在30% -50%左右，在臨床研宄中，為了闡明TBI的發生機理及損傷後繼發病理生理變化，提高早期診斷率，採取合理有效的治療措施與康復手段以降低TBI死亡率，建立一個與臨床TBI機制相類似的實驗動物模型具有十分重要的意義。自40年代以來，人們應用多種方法複製了閉臺性TBI動物模型，按其致傷方式和機制的不同，大致可分為落體撞擊法、液壓衝擊法、加速負荷致傷法、控制性皮層挫傷等，然而落體撞擊裝置存在致傷範圍難以控制，損傷不容易精細量化，不適合用於生物力學分析的缺點；液壓和加速負荷裝置也有儀器複雜，成本高、操作煩瑣，不容易推廣等問題。


【發明內容】

[0003]為此，本發明提出了一種可以解決上述問題的至少一部分的新彈簧式生物打擊裝置及方法。
[0004]根據本發明的一個方面，提供了一種彈簧式生物打擊裝置，包括:基座、固定器、指示面板和打擊部件，其中，所述基座通過螺絲與所述打擊部件相連接；所述固定器與所述基座固定連接；所述指示面板由垂直面板和滑動面板組成，所述滑動面板上附加量角器，所述滑動面板在所述垂直面板上做橫向移動；所述打擊部件包括打擊棍、彈簧和打擊導軌，所述彈簧的一端通過塑料套的螺絲與所述基座連接，所述打擊棍與所述彈簧的另一端連接，所述打擊棍沿著所述打擊導軌運動。
[0005]可選地，根據本發明的彈簧式生物打擊裝置，所述固定器由鋼棒彎曲後，插入所述基座上鑽的孔中，以螺帽固定構成。
[0006]可選地，根據本發明的彈簧式生物打擊裝置，所述打擊導軌是由兩個彎曲成半圓形的鋼棒構成，所述鋼棒的端點固定於所述基座。
[0007]可選地，根據本發明的彈簧式生物打擊裝置，所述固定器包括頭頸固定器和四肢固定器。
[0008]可選地，根據本發明的彈簧式生物打擊裝置，所述基座四角設置有支腳。
[0009]可選地，根據本發明的彈簧式生物打擊裝置，所述支腳由帶橡膠套的螺絲構成。
[0010]可選地，根據本發明的彈簧式生物打擊裝置，所述打擊棍的材料為鋼、鐵或鋁。
[0011]根據本發明的另一個方面，提供了一種彈簧式生物打擊方法，包括下述步驟:S100，把實驗對象通過頭頸固定器和四肢固定器固定在基座；
[0012]S200，沿著打擊導軌拉動所述打擊棍；
[0013]S300,自然釋放打擊棍，打擊棍在彈簧的拉力及重力作用下迅速倒下致傷實驗對象。
[0014]可選地，根據本發明的彈簧式生物打擊方法，在所述步驟S200中，記錄出所述打擊棍轉動的角度和所述彈簧的長度，相對應所述打擊棍不同的打擊力度。
[0015]本發明所述彈簧式生物打擊裝置可使用角度將不同打擊力度進行標示，通過更換不同的彈簧和打擊棍，可實現對中小動物的打擊，快速方便地製作該類動物致傷模型，很容易地製造出損傷分級打擊動物模型，適合於生物力學、成傷機制、病理學研宄。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對於本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用於示出優選實施方式的目的，而並不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。其中在附圖中，參考數字之後的字母標記指示多個相同的部件，當泛指這些部件時，將省略其最後的字母標記。在附圖中:
[0017]圖1為本發明所述彈簧式生物打擊裝置的結構示意圖；
[0018]圖2為本發明所述彈簧式生物打擊方法的流程圖。
[0019]其中，附圖中各標記的含義為:
[0020]基座1、指示面板2、垂直面板2-1、滑動面板2-2、打擊導軌3、打擊棍4、彈簧5、頭頸固定器6-1、四肢固定器6-2、支腳7和量角器8。

【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和具體的實施方式對本發明作進一步的描述。
[0022]圖1示出了本發明所述彈簧式生物打擊裝置的結構示意圖。如圖1所示，所述彈簧式生物打擊裝置包括基座1、固定器、指示面板2和打擊部件，其中，所述基座I起到固定的作用，所述基座I通過螺絲與所述打擊部件相連接，所述打擊部件用於打擊實驗對象；所述固定器和所述基座I固定連接，固定連接的方式有多種，如鉚接、焊接，在本發明中所述固定器由鋼棒彎曲後，插入所述基座I上鑽的孔中，以螺帽固定構成，所述固定器用於固定實驗對象；所述指示面板2由垂直面板2-1和滑動面板2-2組成，所述滑動面板2-2上附加量角器8，所述滑動面板2-2在所述垂直面板2-1上做橫向移動，所述量角器8用於讀取打擊棍4轉動的度數；所述打擊部件包括打擊棍4、彈簧5和打擊導軌3，所述彈簧5的一端通過塑料套的螺絲與所述基座I連接，所述所述打擊棍4與所述彈簧5的另一端連接，所述打擊棍4沿著所述打擊導軌3運動。
[0023]當使用所述彈簧式生物打擊裝置時，把實驗對象通過所述固定器固定在所述基座I上，然後移動所述滑動面板2-2上的量角器8與所述打擊導軌3的弧度相對應以方便讀取度數，拉動所述打擊棍4，所述打擊棍4與所述彈簧5相連接，所述打擊棍4圍繞所述彈簧5的端點在所述打擊導軌3上運動，通過所述量角器8讀出所述打擊棍4轉動的角度，然後自然釋放所述打擊棍4，所述打擊棍4在所述彈簧5的拉力及所述打擊棍4的重力作用下迅速倒下致傷實驗對象，然後對致傷的實驗對象進行研宄。
[0024]本發明所述彈簧式生物打擊裝置中，所述打擊導軌3是由兩個彎曲成半圓形的鋼棒構成，所述鋼棒的端點固定於所述基座I。如圖1所示，所述打擊導軌3固定連接在所述基座I上，固定連接的方式有多種，可以為焊接，也可以鉚接，也可以通過螺母固定，在本發明中固定連接的方式為通過螺母固定。所述打擊導軌3的材料可以為鐵、鋁或鋼，優選的材料為鋼。
[0025]本發明所述彈簧式生物打擊裝置中，所述固定器包括頭頸固定器6-1和四肢固定器6-2。如圖1所示，所述固定器包括頭頸固定器6-1和四肢固定器6-2，所述頭頸固定器6-1和所述四肢固定器6-2固定在所述基座I上，所述頭頸固定器6-1用於固定實驗對象的頭頸，所述四肢固定器6-2用於固定實驗對象的四肢。
[0026]本發明所述彈簧式生物打擊裝置中，所述基座I四角設置有支腳7，所述支腳7由帶橡膠套的螺絲構成。如圖1所示，所述基座I四角上設置有支腳7，所述支腳7由帶橡膠套的螺絲構成，所述支腳7用於支撐固定所述基座I。
[0027]本發明所述彈簧式生物打擊裝置中，所述打擊棍4的材料為鋼、鐵或鋁。鋁為銀白色的輕金屬，具有很好的延展性，在潮溼空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鐵是有光澤的銀白色金屬，硬而有延展性，熔點為1535°C，沸點2750°C，有很強的鐵磁性，並有良好的可塑性和導熱性。鋼是以鐵為主要元素，碳含量一般在2.0 %以下並含有其他元素的金屬材料，鋼較之最初的生鐵有更好的物理、化學、機械性能。所述打擊棍4優選的材料為鋼。
[0028]本發明還提供了一種彈簧式生物打擊方法，如圖2所示，包括下述步驟:
[0029]S100，把實驗對象通過頭頸固定器6-1和四肢固定器6-2固定在基座I ;
[0030]S200，沿著打擊導軌3拉動打擊棍4 ；
[0031]S300，自然釋放打擊棍4，打擊棍4在彈簧5的拉力及重力作用下迅速倒下致傷實驗對象。
[0032]本發明所述彈簧式生物打擊方法中，在所述步驟S200中，記錄出所述打擊棍4轉動的角度和所述彈簧5的長度，相對應所述打擊棍4不同的打擊力度。通過所述打擊棍4轉動的角度和所述彈簧5的長度可以造成實驗對象不同程度的創傷，可以達到實驗設計要求。
[0033]下面通過成年SD大鼠為實驗對象進行彈簧式生物打擊方法的效果研宄:
[0034]動物及分組:成年SD大鼠共70隻，雌雄各半，平均體重300克，按照彈簧式生物打擊裝置的所述彈簧5不同長度和所述打擊棍4轉動角度共分為7個亞組。A組，2cm，180° ;B 組，2cm, 120。；C 組，2cm，90° ;D 組，3cm，180。；E 組，3cm，120。；F 組，3cm，90° 及對照組，每組10隻動物。
[0035]致傷:把吸入乙醚麻醉後的成年SD大鼠俯臥位於所述基座I上，頭頸部固定於所述頭頸固定器6-1中，四肢固定於所述四肢固定器6-2中，下面墊一厚泡沫墊。所述打擊棍4沿所述彈簧5固定點拉至預先設定角度，自然釋放，所述打擊棍4在所述彈簧5拉力作用下迅速沿所述打擊導軌3倒下致傷成年SD大鼠。打擊部位為大鼠雙眼與雙耳連線的中線，動物致傷後，迅速從彈簧式生物打擊裝置上解除，以免二次擊傷，不施加復甦手段，觀察動物損傷後反應，正常對照組麻醉後不做任何處理。
[0036]早期神經反射檢查:成年SD大鼠致傷後，立即從彈簧式生物打擊裝置上解除，不施加復甦手段，觀察成年SD大鼠損傷後表現，致傷後至成年SD大鼠清醒期間，觀察角膜反射，肢回縮，疼痛刺激後肢屈曲反射抑制時間，自發局部運動，翻正反應(當背部放在籠的底部時能滾動，但不能站立)出現時間，以翻正反應出現，自行爬動作為昏迷結束的判定指標，記錄昏迷時間。
[0037]死亡率計算:成年SD大鼠恢復自主活動後，回籠飼養，損傷後24h記錄死亡數，計算死亡率。
[0038]樣本處理:所有死亡成年SD大鼠立刻開胸，40g/L多聚甲醛經心灌注固定1mi η後，斷頭取腦，置於40g/L多聚甲醛後固定24h(4°C)，常規脫水，石蠟包埋。於打擊部位行冠狀面連續切片，厚度約lOum，HE染色。未死亡成年SD大鼠24h後按上述方法處理。
[0039]結果:(I)損傷後早期神經反射:對照組大多在15秒內恢復活動，F組平均昏迷25秒，C組稍微延長大約昏迷5分鐘，E組平均昏迷30分鐘，B組平均昏迷4小時，D組平均昏迷8小時。(2)顱腦損傷死亡率:24小時後，A組全都死亡，B組50%死亡，C組10%死亡，D組80%死亡，E組20%死亡，F組無死亡。A組、D組死亡大多發生在損傷後10分鐘內，死亡原因為呼吸抑制。
[0040]腦HE染色組織病理結果:A組、D組可見顱骨骨折，瀰漫性蛛網膜下腔出血，其餘各組未見顱骨骨折，瀰漫性蛛網膜下腔出血。鏡下，A組、D組可見大面積皮層挫傷，範圍較廣泛，F組鏡下未見明顯改變。其餘各組可見局限性蛛網膜下腔出血、部分大鼠陸幹及腦實質內小挫傷灶。皮層、海馬，丘腦，腦幹均可見輕重不一的神經元損傷的表現，並可見瀰漫性的腦水腫。
[0041]結論:初步的實驗表明，利用該裝置對大鼠進行實驗，可造成動物頭部的不同程度的創傷，完全可以達到實驗設計要求，具有良好的可操作性和可重複性，是一種新型的致傷研宄裝置。本裝置除可用於腦的損傷研宄外，還可用於其它部位或器官的局部損傷研宄，可見研製的彈簧式小型打擊裝置是較理想的致傷裝置，可望具有較大的應用前景。本裝置可使用角度將不同打擊力度進行標示；通過更換不同長度、硬度的彈簧，以及不同粗細的鋼棍，可實現對中小動物(如大老\小老鼠、家兔、貓、)等的打擊，快速方便地製作該類動物致傷模型，該造模方法已經被多篇論文引用，證明能夠成功製作出類似模型，造模成本經濟。通過本裝置可以很容易地製造出損傷分級打擊動物模型，適合於生物力學研宄，成傷機制研宄，病理學研宄。
[0042]本發明所述彈簧式生物打擊裝置可使用角度將不同打擊力度進行標示，通過更換不同的彈簧和打擊棍，可實現對中小動物的打擊，快速方便地製作該類動物致傷模型，很容易地製造出損傷分級打擊動物模型，適合於生物力學、成傷機制、病理學研宄。
[0043]應該注意的是，上述實施例對本發明進行說明而不是對本發明進行限制，並且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的範圍的情況下可設計出替換實施例。在權利要求中，不應將位於括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞「包含」不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。位於元件之前的單詞「一」或「一個」不排除存在多個這樣的元件。本發明可以藉助於包括有若干不同元件的硬體以及藉助於適當編程的計算機來實現。在列舉了若干裝置的單元權利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬體項來具體體現。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。
【權利要求】
1.一種彈簧式生物打擊裝置，其特徵在於包括:基座(I)、固定器、指示面板(2)和打擊部件，其中， 所述基座(I)通過螺絲與所述打擊部件相連接； 所述固定器與所述基座(I)固定連接； 所述指示面板(2)由垂直面板(2-1)和滑動面板(2-2)組成，所述滑動面板(2-2)上附加量角器(8)，所述滑動面板(2-2)在所述垂直面板(2-1)上做橫向移動； 所述打擊部件包括打擊棍(4)、彈簧(5)和打擊導軌(3)，所述彈簧(5)的一端通過塑料套的螺絲與所述基座(I)連接，所述打擊棍(4)與所述彈簧(5)的另一端連接，所述打擊棍(4)沿著所述打擊導軌(3)運動。
2.根據權利要求1所述的彈簧式生物打擊裝置，其特徵在於:所述固定器由鋼棒彎曲後，插入所述基座(I)上鑽的孔中，以螺帽固定構成。
3.根據權利要求1所述的彈簧式生物打擊裝置，其特徵在於:所述打擊導軌(3)是由兩個彎曲成半圓形的鋼棒構成，所述鋼棒的端點固定於所述基座(I)。
4.根據權利要求1所述的彈簧式生物打擊裝置，其特徵在於:所述固定器包括頭頸固定器(6-1)和四肢固定器(6-2) ο
5.根據權利要求1所述的彈簧式生物打擊裝置，其特徵在於:所述基座(I)四角設置有支腳⑵。
6.根據權利要求5所述的彈簧式生物打擊裝置，其特徵在於:所述支腳(7)由帶橡膠套的螺絲構成。
7.根據權利要求1所述的彈簧式生物打擊裝置，其特徵在於:所述打擊棍(4)的材料為鋼、鐵或鋁。
8.—種彈簧式生物打擊方法，包括下述步驟: S100，把實驗對象通過頭頸固定器(6-1)和四肢固定器(6-2)固定在基座(I); S200，沿著打擊導軌(3)拉動打擊棍(4)； S300，自然釋放打擊棍(4)，打擊棍(4)在彈簧(5)的拉力及重力作用下迅速倒下致傷實驗對象。
9.根據權利要求8所述的彈簧式生物打擊裝置，其特徵在於:在所述步驟S200中，記錄出所述打擊棍(4)轉動的角度和所述彈簧(5)的長度，相對應所述打擊棍(4)不同的打擊力度。
【文檔編號】A61D1/00GK104490486SQ201410789315
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月18日 優先權日:2014年12月18日
【發明者】吳敬傑 申請人:吳敬傑