Пристрій для кріогенного моделювання гострого панкреатиту

Реферат: Пристрій для кріогенного моделювання гострого панкреатиту шляхом використання елемента Пельтьє, термозонда та повітряного радіатора, причому використовують однокаскадний 2 елемент Пельтьє з більшою площею генерації "холоду" 160 мм та меншою висотою 4 мм; площа підошви термозонда тотожна площі кріогенеруючої поверхні елемента Пельтьє; термозонд виготовляють з міді у конусно-пірамідальній формі та площу його бічної поверхні вкривають термоізоляційною фарбою; робочу поверхню виконують у формі круглої площадки 2 площею 20 мм ; для відведення тепла з нагрітої поверхні елемента Пельтьє використовують активне охолодження; площі контакту елемента Пельтьє з термозондом і радіатором обробляють термопастою. UA 101633 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ КРІОГЕННОГО МОДЕЛЮВАННЯ ГОСТРОГО ПАНКРЕАТИТУ UA 101633 U UA 101633 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій належить до галузі медицини, а саме до області відтворення захворювань людини в експерименті, і може бути використаний для дослідження перебігу гострого панкреатиту. Гострий панкреатит упродовж останніх 20-ти років продовжує посідати друге місце за частотою у структурі гострої хірургічної патології органів черевної порожнини. Незважаючи на досягнуті значні успіхи у вивченні етіопатоґенезу захворювання, проведенні обґрунтованої інтенсивної терапії, застосуванні раціональної антибіотикотерапії та запровадженні мініінвазивних методів хірургічного лікування, летальність залишається досить високою і коливається в межах 3,9-21,0 %, а післяопераційна сягає 80 %. Тому, дослідження перебігу захворювання та виявлення нових патогенетичних механізмів є актуальним. Одним із шляхів вивчення проблеми є експеримент. В експериментальній медицині для моделювання гострого панкреатиту використовуються різні методи впливу фізичних факторів на тканини підшлункової залози: різке охолодження чи термокоагуляція, вплив низькочастотного ультразвуку, тощо. Аналогом корисної моделі є апарат "Криоэлектроника" (Шалимов С.А., Радзиховский А.П., Кейсевич Л.В. Руководство по экспериментальной хирургии. - М.: Медицина, 1989. - С. 199), що, за рахунок контактного впливу аплікатором, викликає різке охолодження тканини підшлункової залози та кріокоагуляцію, чим зумовлює розвиток геморагічного панкреатиту з переходом у вогнищевий некроз. Недоліком аналога-пристрою є необхідність зовнішнього охолодження, громіздкість самого апарату, потреба у зрідженому азоті, який сам по собі несе небезпеку, що створює серйозні труднощі в експлуатації апарату. Окрім цього останній не забезпечує контроль температурного впливу в необхідному температурному діапазоні. Прототипом корисної моделі є пристрій для термопунктури (Пат. 45615, UA, МПК 6 H01L 39/06, Пристрій для термопунктури / Ащеулов А.А., Добровольський Ю.Г., Борець В.Я., ШайкоШайковський О.Г., Романюк І.С., Заявник Чернівецький національний університет ім. Ю.Федьковича, заяв. № u2001042798 від 24.04.2001, опубл. 15.04.2002, бюл. №4), що використовується у рефлексопунктурі для термічної стимуляції біологічно активних точок. Пристрій-прототип працює наступним чином: протікання електричного струму певної полярності через термоелектричну батарею призводить до охолодження термозонда, при цьому температура охолодження в певних межах визначається силою струму. Недоліком прототипу-пристрою є те, що він не може бути використаний для моделювання гострого панкреатиту, оскільки: - голкоподібний термозонд здійснює точковий термічний вплив, отже не може забезпечити рівномірний, одночасний кріогенний вплив на значну площу тканин; - голкоподібний термозонд внаслідок своєї форми має малу інертність щодо забезпечення стабільності необхідної температури на кінці термозонда, тим більше, що, на відміну від поверхневих шарів шкіри, в тканинах підшлункової залози має місце інтенсивний кровотік, що "відігріває" ділянку кріовпливу, та, відповідно, підвищує температуру на кінці термозонда; - тонкий кінець голкоподібного термозонда за мінусової температури "прилипає" до тканин і "рве" (пошкоджує механічно) останні при від'єднанні від них; - за умови підвищення потужності термоелектричної батареї, спрямованої на максимальне охолодження термозонда, спостерігається нагрівання радіатора, який працює за принципом пасивного охолодження, до температур, що є небезпечними для здоров'я експериментатора (загроза опіку). В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити пристрій для кріогенного моделювання гострого панкреатиту шляхом використання однокаскадного елемента Пельтьє з більшою площею генерації "холоду" та меншою висотою; площі підошви термозонда тотожної площі кріогенеруючої поверхні елемента Пельтьє; термозонда з міді конусно-пірамідальної форми, площа бічної поверхні якого вкрита термоізоляційною фарбою; робочої поверхні у формі круглої площадки; активного охолодження (для відведення тепла з нагрітої поверхні елемента Пельтьє); обробки площі контакту елемента Пельтьє з термозондом і радіатором термопастою. Спільними ознаками прототипу та корисної моделі є наявність елементу Пельтьє (термоелектричного модуля), як "генератора холоду", термозонда, що передає "холод" до тканин, та повітряного радіатора. Відмінними ознаками прототипу та корисної моделі є: 2 - однокаскадний елемент Пельтьє з більшою площею генерації "холоду" (160 мм проти 90 2 мм ) та меншої висоти (4 мм проти 7,5 мм); - площа підошви термозонда тотожна площі кріогенеруючої поверхні елемента Пельтьє, що сприяє максимальному "відбиранню холоду" з охолодженої поверхні; 1 UA 101633 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 - термозонд має конусно-пірамідальну форму, що забезпечує мінімальну "втрату холоду" за рахунок мінімізації площі бічної поверхні, до того ж остання вкрита термоізоляційною фарбою; - термозонд, для забезпечення високої теплопровідності, виконаний з міді (коефіцієнт теплопровідності λ=390 Вт /(мК)); - площа робочої поверхні, що контактує з тканинами, виконана у формі круглої площадки і 2 становить 20 мм ; - для відведення тепла з нагрітої поверхні елемента Пельтьє використовується активне охолодження, тобто відведення тепла від повітряного радіатора здійснюється за рахунок його обдування вентилятором; - площі контакту елемента Пельтьє з термозондом і радіатором оброблені термопастою, для забезпечення максимальної теплопровідності. Визначення термінів, які використовуються при описі корисної моделі: елемент Пельтьє, термозонд, кріовплив, моделювання, гострий панкреатит. Корисна модель здійснюється наступним чином. На кресленні наведено схематичне зображення пристрою для кріогенного моделювання гострого панкреатиту. До "холодної" поверхні однокаскадного елемента Пельтьє 1 розміром 40 × 40 × 4 мм, що працює від постійної напруги (джерело постійної напруги з діапазоном від 1 В до 12 В), через термопасту приєднують мідний конусно-пірамідальний термозонд 2, бічну поверхню якого вкривають термоізоляційною фарбою, з діаметром робочої поверхні 5 мм, висотою 55 мм та діаметром основи 57 мм, яку обрізають під квадрат, розміром 40 × 40 мм (160 2 мм ) (тотожно до поверхні елемента Пельтьє); до "гарячої" поверхні елемента Пельтьє через термопасту приєднують алюмінієвий радіатор повітряного охолодження 3, що обдувається вентилятором 4, який живиться від постійної напруги 12 В; зібрану конструкцію з електропроводами: від елемента Пельтьє 7 та від вентилятора 8, виведеними під роз'єми 9, кріплять до металевої пластини 5 з ручкою 6. Пристрій працює наступним чином: протікання електричного струму певної полярності через елемент Пельтьє призводить до охолодження термозонда, при цьому температура охолодження легко визначається напругою, що подається на елемент Пельтьє. Охолодження "нагрітої" поверхні елемента Пельтьє відбувається через алюмінієвий радіатор, який постійно обдувається вентилятором, що, в свою чергу, сприяє зростанню потужності елемента Пельтьє по генерації "холоду" за незмінної номінальної потужності. Час виходу пристрою для кріогенного моделювання гострого панкреатиту на робочий режим не перевищує 2 хвилини. Експериментальне дослідження пристрою виконувалося на статевозрілих нелінійних щурахсамцях середнього віку, масою 200-220 г, під загальною анестезією, при моделюванні гострого панкреатиту. Всі етапи експерименту виконували в умовах віварію з дотриманням Конвенції Ради Європи про охорону хребетних тварин, що використовують в експериментах та інших наукових цілях (від 18.03.1986 p.), Директиви ЄЕС № 609 (від 24.11.1986 p.). Експериментально було встановлено, що за температурного режиму 0° - -5° за експозиції від 35 до 5 сек, спостерігався набряк тканин підшлункової залози, а подальше зниження температури спричиняло виникнення геморагічного панкреатиту. Тобто, запропонований пристрій продемонстрував можливість диференційованого викликання як набрякових, так і некротичних форм гострого панкреатиту, через регулювання температури робочої поверхні термозонда та часу експозиції, що не могло бути забезпечено прототипом. Отже, пристрій кріогенного моделювання гострого панкреатиту продемонстрував можливість диференційованого моделювання різних форм гострого панкреатиту, цінність та перспективність його застосування в експериментальній медицині для відтворення захворювань. Технічний результат: запропонований пристрій дозволяє моделювати різі форми гострого панкреатиту, що підвищує ефективність дослідження перебігу гострого панкреатиту. 50 2 UA 101633 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Пристрій для кріогенного моделювання гострого панкреатиту шляхом використання елемента Пельтьє, термозонда та повітряного радіатора, який відрізняється тим, що використовують 2 однокаскадний елемент Пельтьє з більшою площею генерації "холоду" 160 мм та меншою висотою 4 мм; площа підошви термозонда тотожна площі кріогенеруючої поверхні елемента Пельтьє; термозонд виготовляють з міді у конусно-пірамідальній формі та площу його бічної поверхні вкривають термоізоляційною фарбою; робочу поверхню виконують у формі круглої 2 площадки площею 20 мм ; для відведення тепла з нагрітої поверхні елемента Пельтьє використовують активне охолодження; площі контакту елемента Пельтьє з термозондом і радіатором обробляють термопастою. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3