專利名稱：全自動缺氧動物模型飼養(yǎng)箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動物飼養(yǎng)箱，特別是涉及一種全自動缺氧動物模型飼養(yǎng)箱。
背景技術(shù)：
動物實驗是當前科學研究中最重要最常用的科學研究方法之一，是藥理學、生理學、病理生理學等多種學科的基本研究手段。實驗動物是目前研究與人體相關(guān)疾病及病理狀態(tài)的最佳研究對象，而人類疾病動物模型的建立是疾病研究的重點，動物模型應(yīng)具備與人類疾病有良好相似性、模型質(zhì)量有良好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性等特點。肺血管疾病及呼吸睡眠暫停綜合癥等疾病與機體缺氧的關(guān)系密切。如肺動脈高壓是肺動脈高壓(PAH)是慢性阻塞性肺疾病(COPD)的重要合并癥，是影響COPD患者病程的獨立危險因素，肺動脈高壓可導致右心衰竭，增加了 COPD患者的死亡率。目前，COPD已成為我國第四大死因，肺動脈高壓是COPD患者致死重要的疾病轉(zhuǎn)歸，而現(xiàn)在研究認為缺氧是引起肺動脈高壓的關(guān)鍵危險因素。因此建立缺氧性肺動脈高壓動物模型對于研究缺氧型肺動脈高壓的發(fā)病機制及機體病理學改變，開展新的診療方法和藥物的臨床前研究都有著非常重要的意義。目前國外制作肺動脈高壓都需用特制的缺氧動物飼養(yǎng)箱，但國外進口缺氧動物設(shè)備因價格昂貴，系統(tǒng)穩(wěn)定性差，自動化程度不高，操作復(fù)雜，箱內(nèi)濕度及氣體含量控制不準確，動物耐受性差等缺點，從而限制了研究工作的開展。因此我們自行設(shè)計制作了全自動缺氧動物培養(yǎng)箱，使其可以滿足制作缺氧型肺動脈高壓動物模型及其他缺氧性動物模型的要求，且此發(fā)明具有自動化程度高，操作簡單，實驗成本低，可任意調(diào)節(jié)箱內(nèi)氧濃度及換氣時間，動物耐受性好，適合工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點，大大優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種全自動缺氧動物模型飼養(yǎng)箱，該飼養(yǎng)箱的結(jié)構(gòu)簡單， 全自動化程度高，操作簡單，可用于制作穩(wěn)定的缺氧性肺動脈高壓動物模型及其他缺氧動物模型，以滿足各種實驗的需要。本發(fā)明的目的是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種全自動缺氧動物模型飼養(yǎng)箱， 包括外箱體、置于外箱體內(nèi)的飼養(yǎng)動物模型的內(nèi)箱和氧氣濃度控制單元，內(nèi)箱頂部與外箱體頂壁之間設(shè)有混氣空間，內(nèi)箱其他各個側(cè)面與外箱體內(nèi)壁之間均設(shè)有氣體流通間隔，在內(nèi)箱側(cè)壁上開有數(shù)個與外箱體內(nèi)貫通的氣口 ；外箱體頂部開設(shè)至少一個帶電磁閥的外接第一氮氣輸入管路的氮氣輸入接口，用于向外箱體內(nèi)輸入氮氣調(diào)節(jié)內(nèi)箱中的氧濃度；所述外箱體頂部安裝有只向外箱體內(nèi)吹風的離心風機，向外箱體內(nèi)輸入空氣以及將空氣和氮氣混合均勻經(jīng)氣體流通間隔和氣口向內(nèi)箱輸送；氧氣濃度控制單元的氧氣濃度傳感器安裝于內(nèi)箱內(nèi)，氧氣濃度控制單元的控制輸出端連接所述電磁閥和離心風機的輸入控制端；當內(nèi)箱中氧濃度高于設(shè)定值，自動控制開啟電磁閥，氮氣進入混氣空間；當氧濃度低于設(shè)定值時電磁閥自動關(guān)閉，停止氮氣輸入。所述的內(nèi)箱上各個氣口上都固定有上、下兩塊平行設(shè)置的導風板，導風板與水平面的傾斜角為銳角，氣體從上往下送入內(nèi)箱中，并在內(nèi)箱中形成氣體先自下而上然后再在內(nèi)箱中部自上而下的流向，使內(nèi)箱的氣體均勻分布。在所述的內(nèi)箱中設(shè)置至少一個柵欄式水平托架，將內(nèi)箱內(nèi)自上而下分成至少兩層放置動物飼養(yǎng)盒的空間。本發(fā)明還包括低氧報警單元和用于向內(nèi)箱中進風的送風機，送風機安裝于內(nèi)箱底壁；所述的低氧報警單元的觸發(fā)輸入端連接氧氣濃度控制單元的濃度控制信號輸出端，低氧報警單元的報警輸出端連接所述送風機，當內(nèi)箱中氧濃度低于設(shè)定的報警濃度時，自動控制開啟送風機向內(nèi)箱內(nèi)送風補氧。本發(fā)明所述的低氧報警單元還包括聲或光報警器件，所述聲或光報警器件的電連接端接入低氧報警單元的報警輸出端。本發(fā)明還包括定時換氣控制單元、排風機和外箱體頂部開設(shè)至少一個的帶電磁閥的外接第二氮氣輸入管路的換氣氮氣輸入接口，排風機安裝于內(nèi)箱底壁，用于將內(nèi)箱中的氣體排至外箱體外；定時換氣控制單元的控制輸出端分別連接排風機、換氣氮氣輸入接口的電磁閥和所述離心風機的控制輸入端；定時換氣控制單元按設(shè)定的參數(shù)定時控制開啟排風機將內(nèi)箱中氣體向外排，同時控制換氣氮氣輸入接口的電磁閥開啟輸入氮氣進行混氣。所述第一氮氣輸入管路和第二氮氣輸入管路都設(shè)有用于控制充氮速度的氣體流量控制器。所述外箱體和內(nèi)箱飼養(yǎng)箱的可以是無縫焊接式不銹鋼金屬箱或一體成型的塑料箱。若是采用一體成型的塑料箱，塑料材質(zhì)可為聚砜塑料(PCU)或聚碳酸脂塑料(PC)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果(1)本發(fā)明具有氧氣濃度控制單元和低氧報警單元，可以根據(jù)實驗需要設(shè)置箱體內(nèi)氧氣濃度，通過調(diào)節(jié)氮氣流量計控制氧濃度下降速率，且控制非常精確，用于制作各種實驗動物的急性、慢性缺氧模型及進行持續(xù)性、間斷性缺氧動物實驗。為制作研究低氧引起的機體病理生理學改變機制及其干預(yù)措施所需的動物模型提供一種良好的穩(wěn)定的模型制作工具。(2)本發(fā)明全自動化程度高，操作簡單，只需設(shè)定內(nèi)箱中氧氣濃度閾值、換氣時間， 即能讓內(nèi)箱中氧氣濃度以及箱內(nèi)氣體更換等工作自動完成，無需人工監(jiān)控，使用非常方便。(3)本發(fā)明中還設(shè)置有定時換氣控制單元和排風機，可以定時更換內(nèi)箱的氣體，保障內(nèi)箱中的水汽不會過多，為動物提供相對舒適的飼養(yǎng)環(huán)境。(4)本發(fā)明設(shè)計合理，且制作工藝簡單，可以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，具有廣闊的市場前景。


圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的氧氣濃度控制單元的工作流程示意圖。圖3是本發(fā)明的定時換氣單元的工作流程示意圖。圖4是本發(fā)明的低氧報警單元的工作流程圖。
具體實施例方式
4
圖1所示的全自動缺氧動物模型飼養(yǎng)箱是本發(fā)明的一個優(yōu)先實施例，包括外箱體 1、一個置于外箱體1內(nèi)的飼養(yǎng)動物模型內(nèi)箱2、離心風機5、氧氣濃度控制單元、定時換氣控制單元、排風機4、低氧報警單元和送風機3。外箱體1的其中一側(cè)面設(shè)有鉸接的單開箱門， 內(nèi)箱2在相應(yīng)的一側(cè)也設(shè)有與內(nèi)箱2鉸接的單開箱門，內(nèi)箱2內(nèi)設(shè)置兩個柵欄式水平托架， 將內(nèi)箱2的空間自上而下分成三層放置飼養(yǎng)盒的空間，每層可放置2個柵欄式飼養(yǎng)盒，即內(nèi)箱2中可以放置4 6個柵欄式飼養(yǎng)盒。內(nèi)箱2頂部與外箱體1頂壁之間留置出一個混氣空間6，內(nèi)箱2的各個側(cè)面與外箱體1內(nèi)壁之間留置氣體流通間隔，在內(nèi)箱2側(cè)壁上對稱開有數(shù)個與外箱體1內(nèi)貫通的氣口 21。內(nèi)箱2上各個氣口 21上都固定有上、下兩塊平行設(shè)置的導風板22，導風板22與水平面的傾斜角為銳角，氣體從上往下送入內(nèi)箱2內(nèi)，并在內(nèi)箱2內(nèi)形成氣體先自下而上然后再在內(nèi)箱2中部形成自上而下的流向，使內(nèi)箱2中的氣體均勻分布。外箱體1頂部開設(shè)四個帶電磁閥的氮氣輸入接口，其中兩個氮氣輸入接口作為氧濃度調(diào)節(jié)氮氣輸入接口 11，外接第一氮氣輸入管路，用于向外箱體1內(nèi)輸入氮氣調(diào)節(jié)內(nèi)箱2內(nèi)的氧氣濃度；另兩個氮氣輸入接口作為換氣氮氣輸入接口 12，外接第二氮氣輸入管路，在換氣時向內(nèi)箱2內(nèi)輸入氮氣。外箱體1頂部安裝有設(shè)有只向外箱體1內(nèi)吹風的離心風機5，該離心風機5的出風口與混氣空間連通。離心風機5運轉(zhuǎn)時，其入風口打開與外界空氣連通，并向外箱體1內(nèi)輸入空氣，與此同時將空氣和氮氣混合均勻經(jīng)氣體流通間隔和氣口 21向內(nèi)箱2輸送。氧氣濃度控制單元的氧氣濃度傳感器安裝于內(nèi)箱2內(nèi)，氧氣濃度控制單元的控制輸出端連接氧濃度調(diào)節(jié)氮氣輸入接口 11上的電磁閥和離心風機的輸入控制端；當內(nèi)箱2箱體內(nèi)氧濃度高于設(shè)定值，自動控制開啟電磁閥，氮氣進入混氣空間6 ；當氧濃度低于設(shè)定值時氧濃度調(diào)節(jié)氮氣輸入接口 11上的電磁閥自動關(guān)閉，停止氮氣輸入。送風機4安裝于內(nèi)箱2的底壁；低氧報警單元的觸發(fā)輸入端連接氧氣濃度控制單元的濃度控制信號輸出端，而低氧報警單元的報警輸出端連接送風機4。低氧報警單元還包括聲或光報警器件，該聲或光報警器件的電連接端接入低氧報警單元的報警輸出端。當內(nèi)箱2中的氧濃度低于設(shè)定的報警濃度時，聲或光報警器件進行報警，同時自動控制開啟送風機向內(nèi)箱2內(nèi)送風補氧。排風機3安裝于內(nèi)箱2底壁，其出風口與外界大氣連通；定時換氣控制單元的控制輸出端分別連接排風機3、換氣氮氣輸入接口 12上的電磁閥和離心風機5的控制輸入端； 定時換氣控制單元按設(shè)定的參數(shù)定時控制開啟排風機4將內(nèi)箱2內(nèi)的氣體向外排出，同時控制換氣氮氣輸入接口 12上的電磁閥開啟輸入氮氣進行混氣。在換氣的同時，氧氣濃度控制單元的氧氣濃度傳感器探測到內(nèi)箱2內(nèi)氧濃度高于設(shè)定值，自動控制開啟氧濃度調(diào)節(jié)氮氣輸入接口 12上的電磁閥，向飼養(yǎng)箱內(nèi)輸入氮氣；當氧濃度低于設(shè)定值時氧濃度調(diào)節(jié)氮氣輸入接口 12上的電磁閥自動關(guān)閉，停止氮氣輸入。本實施例中的氧氣濃度控制單元、定時換氣控制單元和低氧報警單元以及它們之間的連接采用常規(guī)技術(shù)即可。將動物置于飼養(yǎng)盒中后放置于內(nèi)箱2內(nèi)，關(guān)閉內(nèi)箱2和外箱體1的箱門，讓整個箱體內(nèi)部成密閉空間，設(shè)定箱體內(nèi)氧氣濃度閾值為10%，內(nèi)箱2內(nèi)氧濃度報警濃度閾值、換氣間隔時間為6分鐘和換氣時間20秒；如圖2所示，開啟氧氣濃度控制單元和定時換氣控制單元，氧氣濃度傳感器檢測內(nèi)箱中氧氣濃度是否高于設(shè)定氧氣濃度閾值，若檢測結(jié)果為是， 則氧氣濃度控制單元啟動離心風機5和氧濃度調(diào)節(jié)氮氣輸入接口 11上的電磁閥向外箱體1內(nèi)充入氮氣和空氣，并經(jīng)氣體流通間隔和氣口 21送進內(nèi)箱2內(nèi)，當內(nèi)箱2體內(nèi)氧氣濃度達設(shè)定閾值，關(guān)閉離心風機5停止充入氮氣。如圖3所示，每間隔6分鐘，定時換氣控制單元啟動排風機4將內(nèi)箱2內(nèi)的氣體向外箱體1外排出，并同時開啟換氣氮氣輸入接口 12上的電磁閥和離心風機5向外箱體1內(nèi)輸入空氣和第二氮氣輸入管路的氮氣，從而更換內(nèi)箱2內(nèi)部的氣體，使動物始終處于舒適的生存環(huán)境。在到達設(shè)定的結(jié)束時間時，即換氣20秒后，關(guān)閉排風機4、換氣氮氣輸入接口 12上的電磁閥和離心風機5，停止換氣工作。在進行換氣工作時，氧氣濃度傳感器檢測內(nèi)箱 2內(nèi)氧氣濃度是否高于設(shè)定的10%氧氣濃度閾值，若檢測結(jié)果為是，則氧氣濃度控制單元啟動氧濃度調(diào)節(jié)氮氣輸入接口 11上的電磁閥向外箱體1內(nèi)充入第一氮氣輸入管路的氮氣， 并經(jīng)氣體流通間隔和氣口 21送進內(nèi)箱2內(nèi)，當內(nèi)箱2中氧氣濃度達設(shè)定閾值，關(guān)閉離心風機5停止充入氮氣。如圖4所示，若氧氣濃度傳感器檢測到內(nèi)箱2中氧氣濃度低于報警濃度時，啟動低氧報警單元進行報警，并啟動送風機3向內(nèi)箱2中進行送風補氧。本發(fā)明的實施方式不限于此，根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明中各組成的選配組合還可采用現(xiàn)有相同功能其它實施方式，因此本發(fā)明還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本發(fā)明權(quán)利保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種全自動缺氧動物模型飼養(yǎng)箱，其特征是，包括外箱體、置于外箱體內(nèi)的飼養(yǎng)動物模型的內(nèi)箱和氧氣濃度控制單元，內(nèi)箱頂部與外箱體頂壁之間設(shè)有混氣空間，內(nèi)箱其他各個側(cè)面與外箱體內(nèi)壁之間均設(shè)有氣體流通間隔，在內(nèi)箱側(cè)壁上開有數(shù)個與外箱體內(nèi)貫通的氣口 ；外箱體頂部開設(shè)至少一個帶電磁閥的外接第一氮氣輸入管路的氮氣輸入接口 ；所述外箱體頂部安裝有只向外箱體內(nèi)吹風的離心風機，向外箱體內(nèi)輸入空氣以及將空氣和氮氣混合均勻經(jīng)氣體流通間隔和氣口向內(nèi)箱輸送；氧氣濃度控制單元的氧氣濃度傳感器安裝于內(nèi)箱內(nèi)，氧氣濃度控制單元的控制輸出端連接所述電磁閥和離心風機的輸入控制端；當內(nèi)箱中氧濃度高于設(shè)定值，自動控制開啟電磁閥，氮氣進入混氣空間；當氧濃度低于設(shè)定值時電磁閥自動關(guān)閉，停止氮氣輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動缺氧動物模型飼養(yǎng)箱，其特征是，所述的內(nèi)箱上各個氣口上都固定有上、下兩塊平行設(shè)置的導風板，導風板與水平面的傾斜角為銳角，氣體從上往下送入內(nèi)箱中，并在內(nèi)箱中形成氣體先自下而上然后再在內(nèi)箱中部自上而下的流向，使內(nèi)箱的氣體均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全自動缺氧動物模型飼養(yǎng)箱，其特征是，其還包括低氧報警單元和用于向內(nèi)箱中進風的送風機，送風機安裝于內(nèi)箱的底壁；所述的低氧報警單元的觸發(fā)輸入端連接氧氣濃度控制單元的濃度控制信號輸出端，低氧報警單元的報警輸出端連接所述送風機，當內(nèi)箱中氧濃度低于設(shè)定的報警濃度時，自動控制開啟送風機向內(nèi)箱內(nèi)送風補氧。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全自動缺氧動物模型飼養(yǎng)箱，其特征是，所述的低氧報警單元還包括聲或光報警器件，所述聲或光報警器件的電連接端接入低氧報警單元的報警輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全自動缺氧動物模型飼養(yǎng)箱，其特征是，其還包括定時換氣控制單元、排風機和外箱體頂部開設(shè)至少一個的帶電磁閥的外接第二氮氣輸入管路的換氣氮氣輸入接口，排風機安裝于內(nèi)箱的底壁；所述定時換氣控制單元的控制輸出端分別連接排風機、換氣氮氣輸入接口的電磁閥和所述離心風機的控制輸入端；所述定時換氣控制單元按設(shè)定的參數(shù)定時控制開啟排風機將內(nèi)箱中氣體向外排，同時控制換氣氮氣輸入接口的電磁閥開啟輸入氮氣進入混氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全自動缺氧動物模型飼養(yǎng)箱，其特征是，所述的內(nèi)箱中設(shè)置至少一個柵欄式水平托架，將內(nèi)箱內(nèi)自上而下分成至少兩層放置動物飼養(yǎng)盒的空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全自動缺氧動物模型飼養(yǎng)箱，其特征是，所述第一氮氣輸入管路和第二氮氣輸入管路都設(shè)有用于控制充氮速度的氣體流量控制器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全自動缺氧動物模型飼養(yǎng)箱，包括外箱體、置于外箱體內(nèi)的飼養(yǎng)動物模型的內(nèi)箱和氧氣濃度控制單元，內(nèi)箱頂部與外箱體頂壁之間設(shè)有混氣空間，內(nèi)箱其他各個側(cè)面與外箱體內(nèi)壁之間均設(shè)有氣體流通間隔，在內(nèi)箱側(cè)壁上開有數(shù)個與外箱體內(nèi)貫通的氣口；外箱體頂部開設(shè)至少一個帶電磁閥的外接第一氮氣輸入管路的氮氣輸入接口；所述外箱體頂部安裝有只向外箱體內(nèi)吹風的離心風機，向外箱體內(nèi)輸入空氣以及將空氣和氮氣混合均勻經(jīng)氣體流通間隔和氣口向內(nèi)箱輸送；氧氣濃度控制單元的氧氣濃度傳感器安裝于內(nèi)箱內(nèi)，氧氣濃度控制單元的控制輸出端連接所述電磁閥和離心風機的輸入控制端。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，全自動化程度高，操作簡單，可用于制作穩(wěn)定的缺氧性肺動脈高壓動物模型及其他缺氧性動物，以滿足各種實驗的需要。
文檔編號A01K1/03GK102217552SQ20111010476
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者盧文菊, 王健, 陳豫欽 申請人:呼吸疾病國家重點實驗室, 廣州醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院