一种啮齿动物斜坡式模拟失重装置

1.本实用新型属于航天医学实验技术领域，具体涉及一种啮齿动物斜坡式模拟失重装置。


背景技术：

2.航天飞行过程中，航天员处于一种失重的工作环境中，对航天员的健康造成影响。因此航天医学的重要内容之一就是研究失重环境对各器官系统的影响及机制，并提出保护措施。而合适的地面模拟失重动物模型是开展此类研究的基础。目前，啮齿类动物(大鼠)尾部悬吊(简称尾吊)模型是最常见的地面模拟失重模型。
3.这类模型采用经典的尾部悬吊方法，用胶布缠绕模型动物尾部的中上端，借助细绳等工具将其悬挂在尾吊笼中，使后肢离开笼底1cm，前肢可以触地，体液头向转移，模拟航天员在太空时机体发生的改变。但这类模型有着明显的缺陷：(1)尾吊技术要求高，要求操作者有较为丰富的尾套制作经验，能够控制好纱布包裹固定鼠尾的松紧程度，否则在进行尾吊实验特别是4周以上的长期尾吊时，模型动物尾部易出现缺血坏死或尾套脱落等并发症，造成模型构建失败；(2)动物尾部缺血感染，尾部悬吊引起的缺血坏死、感染坏疽对动物体内免疫、代谢等功能产生不良影响，对实验结果产生干扰；(3)尾吊角度不稳定，悬吊过程中模型动物会本能地找到较为舒适的姿势，从而改变躯体与地面的角度，影响失重模型的构建，需要操作者定期调整悬吊的松紧度，以纠正动物躯体与地面夹角；(4)尾吊角度不能灵活调节，当需要改变悬吊角度时需要重新拆解和安装；(5)仅可用于尾部较长的啮齿动物模型的制备，无法用于豚鼠等短尾动物的模型构建。
4.公开号为cn215012492u，公告日为2021年12月7日的中国专利文献公开了一种尾悬吊模拟失重装置，包括中空结构的悬吊笼本体，悬吊笼本体的底部设置有中空结构的底座，底座内侧壁的顶部水平设置有格栅板，垂直于格栅板的顶部中心处设置有连接杆，连接杆外侧面上沿其圆周方向均匀间隔设置有多个分隔板，多个分隔板将悬吊笼本体的内部空间分隔为多个试验单元，每个试验单元内均设置有调节机构，调节机构与相邻的两个分隔板连接，调节机构上设置有悬吊绳。该文献解决的是多只老鼠同时进行失重实验模拟时，使用多个笼子存在占用过多饲养空间以及造成空间利用率低，经济成本高的问题。该文献和现有技术方案均没有解决减少诸如尾部损伤、大鼠撕咬尾部牵引胶带等问题，且上述缺陷也没有得到彻底解决，限制和影响了相关研究的开展。


技术实现要素：

5.本实用新型提供的一种啮齿动物斜坡式模拟失重装置目的是克服现有技术中尾部悬吊模型对尾部尾吊技术要求高、动物尾部缺血感染、尾吊角度不稳定、尾吊角度不能灵活调节、限于长尾动物模型的问题。
6.为此，本实用新型提供了一种啮齿动物斜坡式模拟失重装置，包括壳体、中央支架、升降装置、方向限制装置和马甲悬吊固定组件，中央支架的形状为杆状，升降装置包括
斜坡和电动机，中央支架竖直连接在壳体的底面中部，中央支架、升降装置、方向限制装置和马甲悬吊固定组件均位于壳体内，方向限制装置的一端连接中央支架，方向限制装置的另一端连接马甲悬吊固定组件，斜坡的中部套接在中央支架上且斜坡位于方向限制装置的下方，斜坡的中部连接电动机的动力输出端。
7.优选的，所述斜坡的形状为金字塔形。
8.优选的，所述中央支架上设置有刻度。
9.优选的，所述方向限制装置包括伸缩连杆和固定扣带，伸缩连杆的一端为环形，环形内套连接中央支架，伸缩连杆的另一端连接固定扣带。
10.优选的，所述马甲悬吊固定组件包括马甲和背部卡扣，马甲的背部通过背部卡扣连接固定扣带。
11.优选的，所述马甲包括本体、上连接件和下连接件，本体的上部连接上连接件，本体的下部连接下连接件，上连接件和下连接件配合连接。
12.优选的，所述金字塔形的每个三角形面的上表面上纵向开设有纵向轨道，方向限制装置的数量为多个，每个纵向轨道的正上方设置一个方向限制装置。
13.优选的，所述斜坡的下方设置有代谢物收集盘，每个纵向轨道的底部开设有排泄孔，排泄孔连通代谢物收集盘。
14.优选的，所述每个纵向轨道的左右两侧设置连接有隔档。
15.优选的，所述每个纵向轨道的下端上面设置连接有饮食及饮水设备。
16.本实用新型的有益效果：
17.1、本实用新型提供的这种啮齿动物斜坡式模拟失重装置，采用马甲悬吊固定组件，马甲悬吊固定组件包括马甲和背部卡扣，背部卡扣的设计简化了操作难度，降低了对实验者技术经验的要求；
18.2、本实用新型提供的这种啮齿动物斜坡式模拟失重装置，通过背部卡扣与固定扣带连接于动物背部，限制试验动物仅可在由两侧隔档围成的纵向轨道上前进或倒退活动，限制了动物在左右方向的活动。
19.3、本实用新型提供的这种啮齿动物斜坡式模拟失重装置，通过马甲悬吊固定组件固定悬吊大鼠等有尾类啮齿动物，也可用于固定豚鼠等无尾类啮齿动物；通过方向限制装置限制动物只能做前后移动，无法左右移动或站立；通过电动机带动斜坡在中央支架上上升或下降，进而自动化调整斜坡的倾斜角度，试验过程中可随时按需要调节斜坡倾斜角度，改变动物躯体与地面的夹角，模拟不同程度的四肢受力状态，并稳定维持相应角度，实现了对试验条件的自由控制；保证了动物始终处于头低脚高位的模拟失重状态，能够持久维持体液头向流动，减少四肢受力，替代了尾部悬吊和双足去负荷的模拟失重模式，避免了动物尾部皮肤受力，有效解决了传统尾吊模拟失重模型动物尾部皮肤缺血、感染、坏死问题，大鼠应激小，适应性好，造模成功率高。
20.4、本实用新型提供的这种啮齿动物斜坡式模拟失重装置，通过在金字塔形的每个三角形面的上表面上纵向设置连接有纵向轨道，可同时进行4只动物的试验。
附图说明
21.以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
22.图1是啮齿动物斜坡式模拟失重装置的整体结构示意图；
23.图2是方向限制装置的结构示意图；
24.图3是马甲悬吊固定组件的结构示意图。
25.附图标记说明：1、中央支架；2、升降装置；3、按钮；4、斜坡；5、方向限制装置；6、马甲悬吊固定组件；7、隔档；8、排泄孔；9、代谢物收集盘；10、纵向轨道；11、饮食及饮水设备；12、伸缩连杆；13、马甲；14、固定扣带；15、上连接件；16、下连接件；17、背部卡扣；18、壳体；19、本体；12-1、第一连接杆；12-2、第二连接杆；12-3、弹簧。
具体实施方式
26.实施例1：
27.如图1和图2所示，一种啮齿动物斜坡式模拟失重装置，包括壳体18、中央支架1、升降装置2、方向限制装置5和马甲悬吊固定组件6，中央支架1的形状为杆状，升降装置2包括斜坡4和电动机，中央支架1竖直连接在壳体18的底面中部，中央支架1、升降装置2、方向限制装置5和马甲悬吊固定组件6均位于壳体18内，方向限制装置5的一端连接中央支架1，方向限制装置5的另一端连接马甲悬吊固定组件6，斜坡4的中部套接在中央支架1上且斜坡4位于方向限制装置5的下方，斜坡4的中部连接电动机的动力输出端。
28.本实用新型提供的这种啮齿动物斜坡式模拟失重装置，通过马甲悬吊固定组件6固定悬吊大鼠等有尾类啮齿动物，也可用于固定豚鼠等无尾类啮齿动物；通过方向限制装置5限制动物只能做前后移动，无法左右移动或站立；通过电动机带动斜坡4在中央支架1上上升或下降，进而自动化调整斜坡4的倾斜角度，试验过程中可随时按需要调节斜坡倾斜角度，改变动物躯体与地面的夹角，模拟不同程度的四肢受力状态，并稳定维持相应角度，实现了对试验条件的自由控制；保证了动物始终处于头低脚高位的模拟失重状态，能够持久维持体液头向流动，减少四肢受力，替代了尾部悬吊和双足去负荷的模拟失重模式，避免了动物尾部皮肤受力，有效解决了传统尾吊模拟失重模型动物尾部皮肤缺血、感染、坏死问题，大鼠应激小，适应性好，造模成功率高。
29.实施例2:
30.在实施例1的基础上，所述斜坡4的形状为金字塔形。金字塔形的尖端易于稳定套接在中央支架1上，且电动机的动力输出端连接金字塔形的尖端，易于带动斜坡4在中央支架1上上升或下降，进而自动化调整斜坡4的倾斜角度，试验过程中可随时按需要调节斜坡倾斜角度，改变动物躯体与地面的夹角，模拟不同程度的四肢受力状态，并稳定维持相应角度，实现了对试验条件的自由控制。金字塔形包括4个面，每个面可以进行1只动物的试验，4个面可同时进行4只动物的试验。
31.优选的，所述中央支架1上设置有刻度。坡度数值显示在中央支架1的刻度上，提高斜坡4倾斜角度控制的精确度。
32.优选的，所述方向限制装置5包括伸缩连杆12和固定扣带14，伸缩连杆12的一端为环形，环形内套连接中央支架1，伸缩连杆12的另一端连接固定扣带14。
33.通过固定扣带14连接马甲悬吊固定组件6，伸缩连杆12可限制动物只能做前后移动，无法左右移动或站立。
34.优选的，所述伸缩连接杆12包括第一连接杆12-1、第二连接杆12-2和弹簧12-3，第
一连接杆12-1的一端通过弹簧12-3连接在第二连接杆12-2内部，第二连接杆12-2的另一端连接固定扣带14。
35.试验动物被固定在固定扣带14上，当试验动物在纵向轨道上前进或倒退活动时，利用弹簧12-3的弹性伸缩特点，使第一连接杆12-1从第二连接杆12-2中伸出或使第一连接杆12-1进入第二连接杆12-2中，同时由于第一连接杆12-1内套于第二连接杆12-2内，限制第一连接杆12-1前后移动，结构简单。
36.优选的，所述马甲悬吊固定组件6包括马甲13和背部卡扣17，马甲13的背部通过背部卡扣17连接固定扣带14。
37.马甲13用于固定悬吊大鼠等有尾类啮齿动物，也可用于固定豚鼠等无尾类啮齿动物，通过背部卡扣17易于将被马甲固定的动物连接在固定扣带14，背部卡扣17的设计，简化了操作难度，降低了对实验者技术经验的要求。
38.优选的，所述马甲13的采用棉质马甲；增加被固定试验动物的舒适体验度，降低对试验动物的身体伤害。
39.优选的，所述马甲13包括本体19、上连接件15和下连接件16，本体19的上部连接上连接件15，本体19的下部连接下连接件16，上连接件15和下连接件16配合连接。
40.通过上连接件15和下连接件16配合连接，将上连接件15和下连接件16相互固定于动物腹部，本体19稳定固定试验动物。马甲大小可配备多个型号，适用于不同种类试验动物。
41.优选的，所述本体19绑接在实验动物的前肢和后肢之间；提高本体19与试验动物的接触面积，减少对试验动物的伤害，不影响试验动物排泄。
42.优选的，所述上连接件15为正卡扣，下连接件16为反卡扣；
43.卡扣17的设计简化了操作难度，降低了对实验者技术经验的要求；实际操作中，上连接件15和下连接件16可采用拉链或绑带也可达到稳定固定试验动物的目的。
44.优选的，所述金字塔形的每个三角形面的上表面上纵向开设有纵向轨道10，方向限制装置5的数量为多个，每个纵向轨道10的正上方设置一个方向限制装置5。
45.每个纵向轨道10的正上方设置一个方向限制装置5，在斜坡上的纵向轨道10保证了动物始终处于头低脚高位的模拟失重状态，能够持久维持体液头向流动，减少四肢受力，替代了尾部悬吊和双足去负荷的模拟失重模式，避免了动物尾部皮肤受力，有效解决了传统尾吊模拟失重模型动物尾部皮肤缺血、感染、坏死问题，大鼠应激小，适应性好，造模成功率高。且可以同时进行4只动物的试验。
46.优选的，所述纵向轨道10为卡槽状；结构简单。
47.实施例3:
48.在实施例2的基础上，所述斜坡4的下方设置有代谢物收集盘9，每个纵向轨道10的底部开设有排泄孔8，排泄孔8连通代谢物收集盘9。
49.便于将试验动物的排泄物通过排泄孔8汇集至代谢物收集盘9，利于清洁。
50.优选的，所述代谢物收集盘9为抽拉式的代谢物收集盘；便于抽出清洁。
51.优选的，所述每个纵向轨道10的左右两侧设置连接有隔档7。隔档7便于将试验动物限制在其围成的纵向轨道10上前进或倒退活动。
52.优选的，所述每个纵向轨道10的下端上面设置连接有饮食及饮水设备11。满足试
验动物的饮食及饮水需求。
53.优选的，所述壳体18的形状为长方体；长方体的侧面正对金字塔形斜坡的侧面；结构简单，便于观察操控升降装置2、方向限制装置5和马甲悬吊固定组件6。
54.优选的，所述长方体不包括上面；保证试验动物始终位于壳体内的同时，有利于壳体内空气流动，满足试验动物呼吸空气的清洁度。
55.优选的，所述壳体18采用透明材质；便于笼内动物的状态，方便观察操控升降装置2、方向限制装置5和马甲悬吊固定组件6。
56.优选的，所述透明材质采用透明塑料或者有机玻璃等轻便耐摔材质。保证使用过程的安全性。
57.优选的，所述壳体18的下部侧方设置有按钮3，按钮3电连接电动机；方便操控电动机。
58.本实用新型的工作原理为：
59.上连接件15和下连接件16配合连接固定于动物腹部，使本体19包裹固定试验动物，本体19通过背部卡扣17连接固定扣带14，伸缩连杆12搭配由两侧隔档7围成的纵向轨道10限制动物只能做前后移动，无法左右移动或站立；通过电动机带动斜坡4在中央支架1上上升或下降，进而自动化调整斜坡4的倾斜角度，试验过程中可随时按需要调节斜坡倾斜角度，改变动物躯体与地面的夹角，模拟不同程度的四肢受力状态，并稳定维持相应角度，实现了对试验条件的自由控制，保证了动物始终处于头低脚高位的模拟失重状态，能够持久维持体液头向流动，减少四肢受力，替代了尾部悬吊和双足去负荷的模拟失重模式，避免了动物尾部皮肤受力，有效解决了传统尾吊模拟失重模型动物尾部皮肤缺血、感染、坏死问题，大鼠应激小，适应性好，造模成功率高。
60.本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“内”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。
61.以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。