rus eng
Архив номеров / Номер 1, 2020 год Распечатать

Рационализация хирургических инструментов и устройств для работы с мелкими лабораторными животными

УДК 636.028:617-7
DOI 10.33861/2071-8020-2020-1-30-32

Кубрак Н.В., Кирсанова А.Ю. ФГБУ «Российский научный центр
«Восстановительная травматология и ортопедия»
имени академика Г.А. Илизарова» Минздрава России, г. Курган

Введение. Большая часть современных научных исследований проводится с использованием мелких экспериментальных животных лабораторных крыс и мышей. При этом перед исследователями нередко возникает проблема адаптации стандартных хирургических инструментов для работы на малых анатомических структурах [2]. Хотя промышленность выпускает различные микрохирургические инструменты [12], тем не менее, оснащение таких операций нередко является серьёзной проблемой для многих научных учреждений [10]. Зачастую стоимость таких инструментов достаточно высока, а качество при их использовании теряется достаточно быстро, иногда после однократного применения [9, 12].

Довольно часто в ходе эксперимента возникает необходимость выполнения различных манипуляций и лучевых исследований, требующих надёжной фиксации и полного обездвиживания экспериментальных животных. При этом провести различные действия в условиях их наркотизации не составляет трудности. Однако, в случае многократных или длительных исследований наркотизация может осложняться тяжёлым выходом из этого состояния или даже гибелью животного, что ведёт к увеличению временных затрат и удорожанию эксперимента. Для обеспечения неподвижности животного при проведении исследований в лабораторной практике используют различные фиксирующие устройства [6, 11], но большинство из них либо являются дорогостоящими и сложными в исполнении [10, 11], либо не приспособлены для выполнения конкретных задач [1, 3, 4, 5, 7, 8].

В связи с этим целью данной работы явились разработка и апробация хирургических инструментов для работы на малых анатомических структурах, а также устройства для обездвиживания лабораторных и мелких животных.

Материалы и методы исследований. Были созданы хирургические инструменты нескольких видов:

1. Двухсторонний пластинчатый раневой крючок с шириной рабочей части 5 и 8 мм, исходным изделием для которого послужил маникюрный двухсторонний плоский прямой шабер, концы которого были загнуты под прямым углом на уровне перехода рукоятки в расширенную рабочую часть (рисунок 1а). При использовании данные крючки располагают на краях раны напротив друг друга, одна из рабочих частей удерживает стенки раны, вторая надёжно фиксируется рукой (рисунок 1б). При этом концы крючков имеют атравматичную форму.

Рис. 1. Пластинчатый раневой крючок: а - внешний вид; б - в процессе применения

2. Пружинный механический ранорасширитель, исходным изделием для которого послужила металлическая «английская» булавка, у которой были спилены острый конец и «замок». Длинные концы последовательно загнуты под прямыми углами таким образом, что образуют Г-образные бранши длиной 3 мм (рисунок 2а). Торсионная пружина, сформированная стержнем булавки, обеспечивает постоянное усилие на раздвижение концов ранорасширителя в противоположные стороны, что позволяет длительное время удерживать края и стенки раны в разведённом состоянии без помощи рук хирурга и его ассистента.

После рассечения кожи и мягких тканей ранорасширитель вводят в рану в сжатом состоянии, бранши последовательно накладывают на стенки раны. Далее, за счёт упругоэластичных свойств материала и торсионной пружины, происходит самостоятельное раздвижение рабочих концов ретрактора в разные стороны, в результате чего осуществляется разведение краев раны и ограничение операционного поля (рисунок 2б). При необходимости аналогичным образом устанавливают дополнительные ранорасширители. После завершения хирургических манипуляций извлечение устройства из раны производят в сжатом состоянии.

Рис. 2. Пружинный механический ранорасширитель: а - внешний вид; б - в процессе применения

3. Устройство для неподвижной фиксации тканей в определённом положении состоит из подставки, резьбовых стержней с закреплёнными на них посредством шарнирных узлов пинцетами, с возможностью контроля степени фиксации тканей за счёт регулировки силы сжатия браншей (рисунок 3а).

При работе с данным устройством его устанавливают на операционном столе в проекции операционной раны, браншами пинцетов захватывают ткани, и, путём затягивания гаек-барашков, осуществляют их фиксацию. При необходимости изменяют положение зафиксированных тканей путём перемещения шарнирных узлов по стержням (рисунок 3б).

Рис. 3. Устройство для неподвижной фиксации тканей при проведении хирургических операций: а - схема устройства; б - в процессе применения

Все разработанные инструменты подвергались химической дезинфекции с применением дезинфицирующих растворов, а также термической стерилизации в паровом стерилизаторе ГК-100-3М (Тюменский завод медицинского оборудования и инструментов, Россия) при температуре 132°С с давлением 2 атм в течение 20 минут.

Также было разработано рентгенопрозрачное устройство (станок), позволяющее неподвижно зафиксировать экспериментальное животное (крыса) во время обследования. Устройство состоит из основания и элементов закрепления животного. При этом основание представляет собой узкую длинную пластину (33*410 мм), к которой посредством гибкого материала (скотч) крепятся 4 ремня для фиксации тела животного, оснащённые текстильной застёжкой («липучка»), и конусообразный контейнер для фиксации головы животного с возможностью свободного доступа воздуха к органам дыхания. Все данные элементы конструкции выполнены из рентгенпрозрачного материала (пластик различной степени твёрдости). Элементы для фиксации конечностей животного выполнены в виде текстильного материала (шнурок) и металлических канцелярских зажимов (рисунок 4а).

Для фиксации обследуемого животного (крысы) его голову помещают в конусообразный контейнер, после чего фиксируют ремнями его туловище в области шеи, грудной клетки, живота и тазового пояса, при этом грудные конечности находятся между шейным и грудным фиксационными поясами. Далее, при необходимости вытяжения животного, его конечности фиксируют в петле на конце текстильного шнурка, и, после вытяжения тела за грудные и тазовые конечности, концы шнурков крепят к основанию с помощью канцелярских зажимов (рисунок 4б).

Рис. 4. Устройство для фиксации мелких лабораторных животных: а - общий вид; б - в процессе использования; в - рентгеновский снимок, полученный с применением устройства

Результаты исследований и их обсуждение. Практическое применение разработанных инструментов было осуществлено на 160 крысах линии Вистар с массой от 270-320 г. Оперативные вмешательства выполняли в асептических условиях операционной под общим наркозом, который достигался внутримышечным введением комбинации рометара 2% (2,5-3,5 мг/кг) и золетила 100 (3-5 мг/кг), либо медетомидина 1% (2,5-3,5 мг/кг) и золетила 100 (3-5 мг/кг). Все манипуляции были выполнены в соответствии с требованиями «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей».

В ходе апробации данных инструментов установлено, что разработанные пластинчатые крючки не травмируют ткани оперируемого животного, занимают минимальную площадь раны и не препятствуют обзору её дна. Также описанные приспособления не утомляют руки при продолжительной операции и имеют длительный срок эксплуатации.

При использовании представленного в работе ранорасширителя отмечена его лёгкая и быстрая установка на края раны, обеспечение хорошего обзора операционного поля и свободы манипуляций в операционной ране.

Устройство для статичной фиксации тканей позволяет фиксировать их неподвижно в определённом положении, а также выполнять контролируемое смещение в требуемом направлении, что значительно повышает точность проведения манипуляций на малых анатомических структурах.

Все предложенные изделия поддаются стерилизации и дезинфекции - они устойчивы к высоким температурам, воздействию влаги и химических веществ, что позволяет обеспечить соблюдение асептических условий при проведении оперативных вмешательств и необходимые санитарно-гигиенические условия хранения.

Апробация устройства для фиксации лабораторных животных выполнена на 4 крысах. При применении данного устройства все животные были надёжно зафиксированы без возможности осуществлять движения на протяжении всего времени выполнения исследования, при этом отсутствовала необходимость введения большого количества препаратов для наркотизации. Также способность составных частей данной конструкции пропускать рентгеновские лучи позволила проводить рентгенологические исследования животного непосредственно в предложенном устройстве (рисунок 4в).

Заключение. Представленные в работе инструменты для микрохирургии достаточно просты в использовании, соответствуют требованиям эргономики, их легко можно изготовить из подручных средств. Предложенный станок для фиксации мелких лабораторных животных обеспечивает их быструю и надёжную фиксацию, а также защищает руки экспериментатора от травм, наносимых животным во время проведения манипуляций.

Список литературы:

  1. Краснов В.В., Ватников Ю.А. Хирургический ранорасширитель для операций на животных/ Российский ветеринарный журнал. Мелкие домашние животные. - 2015. - № 3. - С. 28-29.
  2. Развитие экспериментальной вертебрологии и нейрохирургии в Российском научном центре «Восстановительная травматология и ортопедия» им. академика Г.А. Илизарова/ В.В. Краснов, Н.В. Кубрак, А.Ю. Кирсанова// Гений Ортопедии. - 2017. - Т. 23. - № 2. - С. 134-139.
  3. Ранорасширитель: пат. 104444 Рос. Федерация. - № 2010142047/14; заявл. 13.10.2010; опубл. 20.05.2011, Бюл. № 14.
  4. Станок для фиксации мелких лабораторных животных: пат. 73778. Рос. Федерация. № 2007146963/22; заявл. 17.12.2007; опубл. 10.06.2008, Бюл. № 16. - 3 с.
  5. Устройство для проведения экспериментов на мелких животных/ И.П. Ардашев, С.В. Черницов, В.Н. Дроботов, Е.А. Афонин, И.Ю. Веретельникова// Медицина в Кузбассе. - 2009. - № 2.
  6. Устройство для проведения экспериментов на мелких животных: пат. 74289. - Рос. Федерация. - № 2008105341/22; заявл. 12.02.2008; опубл. 27.06.2008, Бюл. №18. - 4 с.
  7. Устройство для фиксации в неподвижном состоянии мелких лабораторных животных: пат. 2521622 Рос. Федерация. № 2013111401/13; заявл. 13.03.2013; опубл. 10.07.2014, Бюл. № 19. 8 с.
  8. Устройство для фиксации мелких лабораторных животных: пат. 2461368 Рос. Федерация. № 2011117150/13; заявл. 28.04.2011; опубл. 20.09.2012, Бюл. № 26. 11 с.
  9. Acland R.D. Notes on the care, restoration and repair of microsurgical instruments// Indian J. of Plastic Surgery. 2006. Vol. 39. I.1. P. 51-56.
  10. Vijayaprakash K.M., Sridharan N. An experimental spinal cord injury rat model using customized impact device: A cost-effective approach// Journal of Pharmacology and Pharmacotherapeutics. 2013. Vol 4. 3. P. 211-213.
  11. Wrathall J.R., Pettegrew R.K., Harvey F. Spinal Cord Contusion in the Rat: Production of Graded, Reproducible, Injury Groups// Experimental Neurology. 1985. 88. P. 108-122.
  12. https://ru.calameo.com/read/002461268ef87130c295b

Резюме. Проведение научных исследований невозможно без выполнения экспериментов на лабораторных животных. При этом нередко возникают трудности с оснащением таких работ хирургическим инструментарием и различными техническими устройствами. Авторами разработан и апробирован хирургический инструментарий для работы с мелкими лабораторными животными. Для этого были созданы и внедрены в практическую деятельность следующие хирургические инструменты: раневой крючок, ранорасширитель, устройство для статичной фиксации тканей, а также изготовлен станок для фиксации животных в неподвижном состоянии. Все разработанные инструменты были апробированы в опытах на 160 лабораторных крысах, которым выполняли оперативные вмешательства на позвоночнике и спинном мозге. При этом оценивались удобство применения, износоустойчивость, возможность быстрого изготовления нескольких копий. Данные разработки также были многократно подвергнуты химической дезинфекции и термической стерилизации. Станок для фиксации животных применяли при проведении рентгенологических исследований. Использование представленных приспособлений показало их эргономичность, устойчивость к циклам обработки, а также соответствие требованиям, предъявляемым к медицинским инструментам.

Ключевые слова: эксперимент, лабораторная крыса, хирургические инструменты, микрохирургия, эргономичность, раневой крючок, ранорасширитель, станок для фиксации, рентгенография.

Сведения об авторах:

Кубрак Надежда Владимировна, младший научный сотрудник экспериментальной лаборатории ФГБУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г.А. Илизарова» Министерства здравоохранения Российской Федерации; 640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6; тел.: 8-3522-415273; e-mail: kubrak2@mail.ru.

Ответственный за переписку с редакцией: Кирсанова Анастасия Юрьевна, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник экспериментальной лаборатории ФГБУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г.А. Илизарова» Министерства здравоохранения Российской Федерации; 640014, г. Курган, ул. М. Ульяновой, 6; тел.: 8-3522-415273; e-mail: vet.kirsanova@mail.ru.

 

   
2011 © Ветеринария Кубани Разработка сайта - Интернет-Имидж