專利名稱：動物實驗用低氧箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及動物實驗用設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及動物睡眠呼吸暫停實驗用設(shè)備領(lǐng) 域，具體是指一種動物實驗用低氧箱。
背景技術(shù)：
阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(Obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,0SAHS)的危害已越來越受到人們的重視，尤其是對心血管的損害。OSAHS作為高 血壓和心血管疾病的獨立危險因素，其相關(guān)機制的研究也是近年的熱點。成功建立動物模 型是深入研究OSAHS的基礎(chǔ)。理想的模型是天然模型，即不改變外界環(huán)境及動物的生理結(jié) 構(gòu)，直接用以觀察動物生理狀態(tài)下的睡眠結(jié)構(gòu)和清醒或睡眠狀態(tài)下的呼吸暫停情況。目前 已有的模型存在一定的局限性，如耗時和費用高等；且通過藥物干預(yù)所制備的模型也不能 達(dá)到天然模型的要求，進(jìn)而使睡眠呼吸暫停病理生理過程和相關(guān)并發(fā)癥機制的研究受到影 響。因此，復(fù)制OSAHS完整的動物模型存在一定的難度?；贠SAHS致心腦血管損害的重要病理生理機制為睡眠時反復(fù)的低氧/復(fù)氧(間 歇低氧)，目前多采用小動物的間歇低氧模型(即睡眠呼吸暫停模式的CIH模型)進(jìn)行靶器 官損傷的研究。主要為嚙齒類動物，常用有Wistar大鼠、SD大鼠、C57BL/6J小鼠等，雄性 為主。除了可以復(fù)制慢性問歇低氧的過程外，應(yīng)用小型動物的優(yōu)點還包括動物體積小、成本 低、便于飼養(yǎng)和實驗可取的樣本量相對寬松等，且嚙齒類動物的遺傳基因也是目前研究最 成熟的，在研究不同基因型鼠OSAHS的心血管損害表現(xiàn)方面具有優(yōu)勢。另外，小動物血氧飽 和度變化快，而大動物則不然，實現(xiàn)一定程度的氧飽和度下降勢必花費更長的時間。間歇低氧是相對于持續(xù)低氧而言的，廣義地說，任何不同水平的低氧或低氧與正 常氧的交替都可以被稱為間歇低氧，通常分為持續(xù)數(shù)分鐘或數(shù)小時的急性間歇低氧和持續(xù) 數(shù)天、數(shù)周乃至數(shù)年的慢性間歇低氧。而睡眠呼吸暫停模式的低氧具有一定的特點，即正常 氧和低氧交替出現(xiàn)，不管低氧程度多么嚴(yán)重，低氧解除后都會恢復(fù)到正常的水平。低氧發(fā)生 的頻率很高，一般在5 100次/小時，平均每1 5分鐘發(fā)生一次。睡眠呼吸暫停模式的 低氧程度嚴(yán)重，變化幅度大。從是否人為干預(yù)動物的角度，可以將睡眠呼吸暫停模式的CIH模型分為自發(fā)性動 物模型和誘導(dǎo)型動物模型。自發(fā)性動物模型是指由于動物先天性發(fā)育異常或本身固有特 點，自然發(fā)生呼吸紊亂。但用于這一睡眠呼吸暫停模型的機制研究還有其局限性，例如它們 都為中樞性暫停，而且這些中樞性暫停的病理生理的意義尚不清楚，而且它們都為俯臥位 睡眠，與人類的睡眠體位也不相同，因此自發(fā)模型有其局限性。誘導(dǎo)型動物模型可以分為兩 類，一類是通過在上氣道特定位置注射凝膠，膠原和安裝計算機控制活瓣的方法人為造成 上氣道的狹窄或閉合，從而模擬人類OSAHS患者的氣道情況。但并不適合研究上氣道狹窄 的產(chǎn)生機制，且所用的模型都是體型較大的哺乳動物，如猴、豬、狗等。另一類是將動物放入 特定的密閉艙中，通過人工持續(xù)性、間歇性或周期性的低氧通氣，模擬人類OSAHS患者的病 理生理改變，用于研究OSAHS繼發(fā)的部分病理生理改變，可以稱為病理生理模型。病理生理模型是慢性缺氧模型建立的常用方法。慢性間歇性缺氧模型(CIH模型)的病理生理模型建立的常用方法是將動物放入 氧艙或戴上面罩，周期性交替給予氮氣、氧氣、空氣或低氧混合氣體，使達(dá)到類似睡眠呼吸 暫停事件，即缺氧/復(fù)氧過程的周期性出現(xiàn)。一般先以一定流量通入100%氮氣，使得艙內(nèi) O2濃度在降低到3% 10%，保持一段時間后再通人醫(yī)用氧氣和/或壓縮空氣，艙內(nèi)O2濃 度逐漸回升至21%左右，再保持同樣一段時間，這樣完成一次循環(huán)，即相當(dāng)于在這段時間 內(nèi)動物發(fā)生低氧一次。艙內(nèi)濕度控制在40% 50%，溫度22°C M°C，CO2濃度一般小于 0. 01%，使艙內(nèi)跟艙外室內(nèi)條件基本一致。這種造模方法成功模擬了 OSAHS患者間歇低氧 的狀態(tài)在數(shù)10秒一次的低氧/復(fù)氧循環(huán)接近于中的重度OSAHS患者的臨床特征。但是，目前國內(nèi)外對間歇低氧過程的實現(xiàn)中所存在的主要問題是，間歇性低氧的 標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一，導(dǎo)致不同研究者的實驗方案的重復(fù)性和可比性均較差。表現(xiàn)在大部分類似 研究均采用自行設(shè)計裝置，沒有統(tǒng)一的產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)，所供給氣體為氧氣，氮氣和/或空氣的 種類也不一致。在氣體供給切換模式上，多為時間切換且切換間隔時間也不統(tǒng)一，通常采取 交替給予氮氣(20至40秒)，而后給予恢復(fù)正常氧供(45至90秒)，而最長一個循環(huán)可達(dá)8 分鐘。時間切換的模式多缺少實時氧記錄，或即使有氧氣濃度的監(jiān)測也缺乏相應(yīng)的反饋調(diào) 節(jié)設(shè)計，也就是說，尚沒有以濃度切換為標(biāo)準(zhǔn)的實驗?zāi)Ｊ?。因此，很難統(tǒng)一所模擬CIH的輕 重程度，模擬的重復(fù)性較差。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種實現(xiàn)氧氣濃度切 換，有效模擬間歇性低氧過程，利用其進(jìn)行的實驗重復(fù)性高，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用方便的動物實 驗用低氧箱。為了實現(xiàn)上述的目的，本實用新型的動物實驗用低氧箱具有如下構(gòu)成該動物實驗用低氧箱包括透明箱體，其主要特點是，所述的低氧箱還包括設(shè)置于 所述的箱體上的氧氣輸入口和氮氣輸入口，所述的氧氣輸入口和氮氣輸入口均連通所述的 箱體內(nèi)部，所述的箱體內(nèi)部設(shè)置有二氧化碳吸收裝置。該動物實驗用低氧箱中，所述的低氧箱還包括設(shè)置于所述的箱體外側(cè)的氧氣輸入 控制閥和氮氣輸入控制閥，所述的氧氣輸入控制閥連接于所述的氧氣輸入口，所述的氮氣 輸入控制閥連接于所述的氮氣輸入口。該動物實驗用低氧箱中，所述的低氧箱還包括設(shè)置于所述的箱體外側(cè)的控制裝 置，所述的控制裝置分別連接所述的氧氣輸入控制閥和氮氣輸入控制閥，所述的控制裝置 還具有外部計算機連接端口。該動物實驗用低氧箱中，所述的氧氣輸入控制閥和氮氣輸入控制閥均為電磁閥。該動物實驗用低氧箱中，所述的控制裝置為單片機。該動物實驗用低氧箱中，所述的外部計算機連接端口為串行端口。該動物實驗用低氧箱中，所述的低氧箱還包括設(shè)置于所述的箱體內(nèi)部的氧氣傳感 器，所述的氧氣傳感器連接所述的控制裝置。該動物實驗用低氧箱中，所述的低氧箱底部設(shè)置有排氣孔陣列。采用了該實用新型的動物實驗用低氧箱，由于其具有設(shè)置于箱體上的氧氣輸入口和氮氣輸入口，以及設(shè)置于所述的箱體外側(cè)的氧氣輸入控制閥和氮氣輸入控制閥，所述的 箱體內(nèi)部還設(shè)置有二氧化碳吸收裝置，使得其能夠按所需濃度和切換時間要求任意調(diào)節(jié)， 適應(yīng)于不同氧濃度和維持時間的動物實驗，實現(xiàn)了時間和濃度切換相結(jié)合的實驗方法，保 證了實驗的可重復(fù)性，為研究OSAHS心血管等靶器官損害提供了更為標(biāo)準(zhǔn)的裝置。本實用 新型的動物實驗用低氧箱，其制造成本低廉，結(jié)構(gòu)簡單，且應(yīng)用方便。

圖1為本實用新型的動物實驗用低氧箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細(xì)說明。請參閱圖1所示，為本實用新型的動物實驗用低氧箱的結(jié)構(gòu)示意圖。該動物實驗用低氧箱包括一透明箱體1，該低氧箱還包括設(shè)置于所述的箱體上1 的氧氣輸入口 2和氮氣輸入口 3，所述的氧氣輸入口 2和氮氣輸入口 3均連通所述的箱體1 的內(nèi)部。所述的箱體1的內(nèi)部設(shè)置有二氧化碳吸收裝置4。所述的低氧箱還包括設(shè)置于所 述的箱體1外側(cè)的氧氣輸入控制閥5和氮氣輸入控制閥6，所述的氧氣輸入控制閥5連接 于所述的氧氣輸入口 2，所述的氮氣輸入控制閥6連接于所述的氮氣輸入口 3，所述的氧氣 輸入控制閥5和氮氣輸入控制閥6均為電磁閥。。所述的低氧箱還包括設(shè)置于所述的箱體 1外側(cè)的控制裝置，該控制裝置為單片機7。所述的單片機7分別連接所述的氧氣輸入控制 閥5和氮氣輸入控制閥6，所述的控制裝置還具有外部計算機連接端口 8，外部計算機連接 端口 8為串行端口。在一種較優(yōu)選的實施方式中，所述的低氧箱還包括設(shè)置于所述的箱體1內(nèi)部的氧 氣傳感器9，所述的氧氣傳感器9連接所述的控制裝置。在一種更優(yōu)選的實施方式中，所述的動物實驗用低氧箱的底部還設(shè)置有排氣孔陣 列(圖中未示出)。在實際應(yīng)用中，本實用新型的動物實驗用低氧箱的箱體采用IOmm厚的無色有機 玻璃制成。箱體規(guī)格為550mmX 550mmX 200mm。箱體側(cè)壁固定一個單片機，其通過com端口 與電子計算機主機連接。該單片機還與氣路單向電磁閥及醫(yī)用氧氣傳感器(M-04，深圳富安 達(dá)科技有限公司)相連接，實現(xiàn)氧濃度反饋信息的獲取。低氧箱底部每隔30mm打孔(直徑 約2. Omm)以確保箱內(nèi)壓力保持大氣壓的水平。通過電子計算機利用自行設(shè)計軟件的操作 界面對氣路單向電磁閥進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。另外，若將所供的氧氣和氮氣更換為其他氣體，例如一氧化碳，本實用新型可被應(yīng) 用于其他相關(guān)氣體的研究。如果再進(jìn)行改進(jìn)，加上微電腦溫度控制器、紫外線殺菌燈，將所 供氣體改成二氧化碳，則本實用新型還可以改制成一個簡易的二氧化碳培養(yǎng)箱。在利用本實用新型的低氧箱進(jìn)行動物間歇性缺氧實驗的過程中，將單只動物 (C57BL/6J小鼠)置于所述的低氧箱中，打開計算機操作界面并啟動相應(yīng)的控制程序，調(diào)節(jié) 氧氣和氮氣的供氣壓力分別為0. 025mPa和0. 05mPa,實現(xiàn)箱內(nèi)的間歇低氧。通常設(shè)置的間 歇性低氧過程為當(dāng)箱內(nèi)氧氣濃度達(dá)到21%時，維持20秒，然后充入氮氣；當(dāng)箱內(nèi)氧氣濃度 達(dá)到5%時，維持10秒，然后充入氧氣；當(dāng)箱內(nèi)氧氣濃度再次達(dá)21%時，進(jìn)入下一個循環(huán)開始，完成一個循環(huán)所需用時約為90秒。從而達(dá)到低氧事件40次/小時的實驗環(huán)境設(shè)置，該 實驗環(huán)境與重度OSAHS相對應(yīng)。箱內(nèi)放置二氧化碳吸收劑(芬蘭GE healthcare Finland Oy公司生產(chǎn))。還可應(yīng)用二氧化碳濃度測試儀(TES1370，臺灣泰仕集團生產(chǎn))測試實驗箱 內(nèi)二氧化碳濃度。采用了該實用新型的動物實驗用低氧箱，由于其具有設(shè)置于箱體上的氧氣輸入口 和氮氣輸入口，以及設(shè)置于所述的箱體外側(cè)的氧氣輸入控制閥和氮氣輸入控制閥，所述的 箱體內(nèi)部還設(shè)置有二氧化碳吸收裝置，使得其能夠按所需濃度和切換時間要求任意調(diào)節(jié)， 適應(yīng)于不同氧濃度和維持時間的動物實驗，實現(xiàn)了時間和濃度切換相結(jié)合的實驗方法，保 證了實驗的可重復(fù)性，為研究OSAHS心血管等靶器官損害提供了更為標(biāo)準(zhǔn)的裝置。本實用 新型的動物實驗用低氧箱，其制造成本低廉，結(jié)構(gòu)簡單，且應(yīng)用方便。在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以 作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是 說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求1.一種動物實驗用低氧箱，包括透明箱體，其特征在于，所述的低氧箱還包括設(shè)置于所 述的箱體上的氧氣輸入口和氮氣輸入口，所述的氧氣輸入口和氮氣輸入口均連通所述的箱 體內(nèi)部，所述的箱體內(nèi)部設(shè)置有二氧化碳吸收裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動物實驗用低氧箱，其特征在于，所述的低氧箱還包括設(shè)置 于所述的箱體外側(cè)的氧氣輸入控制閥和氮氣輸入控制閥，所述的氧氣輸入控制閥連接于所 述的氧氣輸入口，所述的氮氣輸入控制閥連接于所述的氮氣輸入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動物實驗用低氧箱，其特征在于，所述的低氧箱還包括設(shè)置 于所述的箱體外側(cè)的控制裝置，所述的控制裝置分別連接所述的氧氣輸入控制閥和氮氣輸 入控制閥，所述的控制裝置還具有外部計算機連接端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動物實驗用低氧箱，其特征在于，所述的氧氣輸入控制閥和 氮氣輸入控制閥均為電磁閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動物實驗用低氧箱，其特征在于，所述的控制裝置為單片機。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動物實驗用低氧箱，其特征在于，所述的外部計算機連接端 口為串行端口。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動物實驗用低氧箱，其特征在于，所述的低氧箱還包括設(shè)置 于所述的箱體內(nèi)部的氧氣傳感器，所述的氧氣傳感器連接所述的控制裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的動物實驗用低氧箱，其特征在于，所述的低氧箱 底部設(shè)置有排氣孔陣列。
專利摘要本實用新型涉及一種動物實驗用低氧箱，包括透明箱體，其中，所述的低氧箱還包括設(shè)置于所述的箱體上的氧氣輸入口和氮氣輸入口，所述的氧氣輸入口和氮氣輸入口均連通所述的箱體內(nèi)部，所述的箱體內(nèi)部設(shè)置有二氧化碳吸收裝置。采用了該種結(jié)構(gòu)的動物實驗用低氧箱，由于其具有設(shè)置于所述的箱體外側(cè)的氧氣輸入控制閥和氮氣輸入控制閥，所述的箱體內(nèi)部還設(shè)置有二氧化碳吸收裝置，使得該低氧箱能夠按所需濃度和切換時間要求任意調(diào)節(jié)，適應(yīng)于不同氧濃度和維持時間的動物實驗，實現(xiàn)了時間和濃度切換相結(jié)合的實驗方法，保證了動物間歇性缺氧實驗的可重復(fù)性，為研究OSAHS心血管等靶器官損害提供了更為標(biāo)準(zhǔn)的裝置。
文檔編號A61B19/00GK201861762SQ201020607859
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者萬歡英, 李慶云, 李敏, 黃紹光 申請人:上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院