Пристрій для моделювання контузійної травми очей різних ступенів тяжкості

Пристрій відноситься до медицини, в даному випадку до офтальмології і може бути використаним при дослідженні нанесення дозованих контузій очей кролика. Відомі пристрої для нанесення дозованих контузій дрібним лабораторним тваринам, які мають за основу перетворення потенціальної енергії вільного падіння кульки в кінетичну енергію удара (див. Розанов В.А., Цыпколенко В.Л., Левицкий М.В., Галиев И.М., Нахипуллин Б.А. "Экспериментальное обоснование способа фармако-метаболической защиты мозга при тяжелой черепно-мозговой травме." Физиологический журнал, 1991г., Т.37, №5, стр.47-49), а також пристрій для нанесення контузій очей побудований на перетворенні потенціальної енергії важеля в кінетичну енергію удара (див....Орлов-Курилов С.В. диссертация на соискание ученой степени "Особенности клиники диагностики и лечения контузионной патологии периферии глазного дна." 14.01.18 Глазные болезни. 1998г., стр.68-70). Відомі пристрої для нанесення дозованих контузій очей кролика побудованих на перетворенні потенційної енергії пружини в кінетичну енергію ударника. Найбільш близьким до запропонованого нами є пристрій для нанесення дозованої контузії ока, що складається з корпусу 5, всередині якого встановлена пружина 1, стержень 2 з ударником 4, обмежувальною шайбою і утримувачами (див....Беляева Л.В. диссертация на соискание ученой степени "Травматическая дислокация хрусталика. Особенности клиники и хирургического лечения" 14.00.08 Глазные болезни. 1990г. стр.30). Але цей пристрій може бути використаний для удару з енергією, яка забезпечує тільки І ступінь контузії (з енергією удара до 1ДЖ). Крім того, недоліком пристрою є низька точність, нестабільність енергії удару, та незручність в роботі, тому що виконавцю необхідно пристрій тримати в руках і спрямовувати на об'єкт дослідження та виконувати інші маніпуляції. Внаслідок варіабельності знаходження очних яблук, удар не завжди буде рівнозначним в даному випадку. В основу запропонованого пристрою для моделювання контузійної травми очей різних ступеней тяжкості поставлена задача удосконалення конструкції пристрою для нанесення дозованої контузії ока шляхом застосування втулки настроєчної, фіксатора і лінзи опорної, що забезпечить можливість одержання контузії ПІУст. (удари енергією до 8ДЖ), дозволить підвищити точність нанесення удару, стабільність енергії удару, стандартизує та локалізує удар, збільшить зручність в роботі з пристроєм при дослідженнях. Поставлена задача розв'язується тим, що в конструкцію в пристрої для нанесення дозованої контузії ока додатково введені: втулка настроєчна 7, фіксатор (гвинт) 8, розташований перпендикулярно осі корпуса, лінза опорна 6 з радіусом кривизни рогівки отвором в центрі, рівним площі ударника, а також плита 9 зі стойкою 10, каретка 11 з гвинтом фіксуючим 12 і важелем 13, на якому встановлено корпус ударного механізму. Конструкція запропонованого пристрою пояснюється схемами на фігурах 1 і 2. На фіг.1 - вигляд спереду. На фіг.2 - схема для розрахунків залежності контрольованого розміру X (який показує розміщення втулки 7) від величини деформації пружини DH . Пристрій для нанесення ударів дозованої величини складається: з ударного механізму з пружиною 1, стержня 2 і закріпленої на ньому втулки 3 та ударника 4, корпусу 5, а також установленої в ньому втулки настроєчної 7, фіксатора (гвинта) 8, який розташовано перпендикулярно осі корпусу, лінзи опорної 6 з отвором рівним площі ударника, а також плити 9 зі стойкою 10, кареткою 11 з гвинтом фіксуючим 12 і важелем 13, на якому встановлено корпус ударного механізму. Стержень 2 переміщується по осі корпуса 5. Одна сторона стержня 2 по його осі направляється втулкою настроечною 7, а друга - втулкою 3 відносно циліндричної поверхні корпуса 5. Гвинт опорний 8 вкручений в корпус 5 і може бути установлений в положення для утримання пружини 1 в стиснутому стані або в позиції, при якому пружина 1 знаходиться в вільному стані. Відтягуємо стержень 2 вертикально доверху, стискуючи при цьому пружину і обертаючи фіксатор (гвинт) 8, підводимо його циліндричний кінець під втулку 3 (див. фіг.2). Звільнюємо каретку 11 від стискання гвинтом фіксуючим 12, підводимо ударний механізм пристрою, встановлюємо лінзу опорну 6 пристрою на досліджуваний об'єкт і закріплюємо каретку 11 гвинтом фіксуючим 12. Для нанесення удару поворотом фіксатора (гвинта) 8 пересуваємо циліндричну опору фіксатора (гвинта) 8. Стиснута пружина звільнюючись, переміщує стержень 2 з втулкою 3 і ударником і 4 здійснює удар енергією, на яку розрахований пристрій. PiDH E= 2 (1) Потенційна енергія пружної деформації пружини визначається по відомій формулі DH = Ho - Hi (2) де E - потенційна енергія пружної деформації пружини, DH - деформація пружини, Ho - висота пружини у вільному стані, Hi - висота пружини з навантаженням, Pi - сила пружності. В пристрої деформація пружини визначається і контролюється через величину X (див. фіг.2), яка може бути виміряна відомим способом (наприклад, штангенциркулем ШЦ-125). По схемі на фіг.2 визначаємо: C = X + a + b + Hi (3) де a , b , c - розміри деталей, X - глибина, на яку закручена втулка настроєчна 7. З рівнянь 2 і 3 знаходимо: X = DH - a - b + c - Ho (4) Це означає, що для забезпечення необхідної деформації DH пружини 1 (якій відповідає сила пружності Pi і потенційна енергія пружини E= PiDH 2 ) необхідно втулку настроєчну 7 закрутити на глибину X . Причинно наслідкові зв'язки 1. Втулка настроєчна 7 2. Фіксатор (гвинт) 8 3. Лінза опорна 6 з отвором рівним площі ударника Дають можливість фіксувати і настроювати пружину 1, таким чином, забезпечуючи необхідну силу удару, високу точність і стабільність енергії удару. Дозволяє стандартизувати експеримент, локалізувати удар. Конкретний приклад. Наркоз у кролика був викликаний уведенням каліпсола в дозі 10мг на кг маси, уведений в краєву вену вуха тварини. Контузія наносилась транспальпебрально. Для нанесення оку кролика контузії ІІІ ступеня енергією 5Дж: відтягуємо стержень 2 вертикально доверху, стискаючи при цьому пружину і обертаючи фіксатор (гвинт) 8, підводимо його циліндричний кінець під втулку 3 (див. фіг.2). Звільняємо каретку 11 від стискання гвинтом фіксуючим 12, підводимо ударний механізм пристрою і ставимо опорну лінзу 6 на око кролика, закріплюємо каретку 11 гвинтом фіксуючим 12. Для нанесення удару поворотом фіксатора (гвинта) 8 пересуваємо циліндричну опору гвинта 8. Стиснута пружина, звільняючись, переміщує стержень 2 з втулкою 3 і ударником 4 здійснює удар енергією, на яку настроєний пристрій. В пристрій, використаний для дослідження, була встановлена пружина, у якої: Ho =157мм Pi =107,8 ньютон DH =93мм Для настроювання деформації пружини на величину DH втулку настроєчну вкручують в корпус на глибину X , яку визначають по формулі (4): X = DH - a - b + c - Ho Розміри деталей пристрою: a = 18мм, b =12мм, c =122мм, X =93-18-12+122-157. X =28мм Результати використання пристрою показали, що він задовольняє поставленим вимогам величини, точності і стабільності енергії удара, дозволяє стандартизувати експеримент і дає можливість покращити зручності в обслуговуванні.