Пристрій для багатократних внутрішньомозкових експериментальних досліджень

Реферат: Пристрій для багатократних внутрішньомозкових експериментальних досліджень містить катетер з заглушкою і елемент кріплення до черепа. Для забезпечення багатократного доступу до головного мозку упродовж тривалого часу без повторних стереотаксичних втручань як елемент кріплення використовується регульована скоба, що містить ліву і праву частини, які накладені одна на одну зі зміщенням. Ліва частина виконана з загнутими лапками, катетер з внутрішнім діаметром до 2,2 мм приварений до лівої частини скоби лазерним зварюванням через втулку, а скоба кріпиться загостреними кінцями за бокові виступи черепа, шляхом зміщення її правої частини. Зовнішній діаметр катетера дорівнює діаметру трепанаційного отвору. UA 114580 C2 (12) UA 114580 C2 UA 114580 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується медичної техніки для проведення експериментальних досліджень у лабораторних щурів. Найдоцільніше використовувати винахід для багатократних внутрішньомозкових введень лікарських засобів, вірусних векторів, а також трансплантації пухлинних клітин, курсової адоптивної терапії та моніторингу фізіологічних показників головного мозку при моделюванні захворювань головного мозку таких, як онкологічна патологія, інсульт, хвороба Альцгеймера, хвороба Паркінсона та способів їх діагностики, моніторингу перебігу, лікування у лабораторних щурів і для доклінічного випробування лікарських засобів, спрямованих на боротьбу з цими патологіями. Відомо, що діагностика, моніторинг перебігу та лікування захворювань головного мозку ускладнені важкодоступністю мозкових структур, а також існуванням гематоенцефалічного бар'єру, котрий перешкоджає реалізації терапевтичного ефекту лікарських засобів, що вводяться системно. Для вирішення проблеми діагностичних маніпуляцій у головному мозку використовують одноразові пристрої, що вводяться через трепанаційний отвір і після використання видаляються [пристрій для пункційної біопсії головного мозку, SU 1641297, 1988 p.; пристрій для пункційної біопсії, RU 2119304, 1998 p.; пристрій для субдурального способу вимірювання внутрішньочерепного тиску, US 4147161, 1978 тощо]. Недоліками зазначених пристроїв є їх непридатність для виконання терапевтичних маніпуляцій і необхідність вводити новий пристрій для повторної діагностичної процедури, що супроводжується травмуванням зарубцьованого трепанаційного отвору і пов'язане з ризиком інфікування і розвитку інфекційних та асептичних запальних процесів. Для вирішення проблеми локальної внутрішньомозкової терапії шляхом курсового введення лікарських засобів, вірусних векторів та засобів адоптивної терапії застосовують резервуар Оммайя [Ommaya AK, Subcutaneus reservoir and pump for sterile access to ventricular cerebrospinal fluid. Lancet.; 2:98 3-984; 1963]. Недоліком цього пристрою є його непридатність для проведення діагностичних маніпуляцій і особливості його фіксації на поверхні черепа, котрі не виключають ризику інфікування і розвитку інфекційних та асептичних запальних процесів у зоні проведення маніпуляції. Найбільш близьким за сукупністю ознак і технічним результатом винаходу, що заявляється, є пристрій для внутрішньомозкових мікроін'єкцій Zaretsky D.V. зі співавторами [Zaretsky DV, Zaretskaia MV, Rusyniak DE, Dimicco JA. Stress-free microinjections in conscious rats // J Neurosci Methods. - 2011. - 199(2). - P. 199-207]. Пристрій складається з катетера з заглушкою і елемента кріплення до черепа, при цьому зовнішній діаметр катетера дорівнює діаметру трепанаційного отвору. Катетер, виготовлений з металу і містить направляючу канюлю з отвором для мікроінжектора, що стаціонарно герметично встановлюється в трепанаційний отвір у черепі щура, та вмонтовану в неї блокуючу канюлю, котра закриває отвір для мікроінжектора. Катетер вставляється в пластикову основу з різьбою, на яку накручується пластикова чаша з відповідною різьбою. До черепа кріпиться дентальним цементом і ювелірними гвинтами. Герметичне встановлення направляючої канюлі мінімізує ризик інфікування трепанаційного отвору, а стаціонарне перебування пристрою у трепанаційному отворі створює можливість багатократних внутрішньомозкових введень лікарських засобів без повторного стереотаксичного втручання. Однак, недоліком зазначеного пристрою, зокрема, є невеликий діаметр отвору направляючої канюлі, який не дозволяє використовувати його для проведення внутрішньомозкових діагностичних маніпуляцій. Кріплення пристрою дентальним цементом і гвинтами до кістки черепа потребує додаткових травматичних втручань і не достатньо надійне. Пристрій складається з елементів, які виготовлені з різних матеріалів, частина з яких призначена для одноразового використання. В основу винаходу поставлена задача розробити пристрій для багатократних внутрішньомозкових експериментальних досліджень, який би за рахунок збільшення діаметра катетера, виготовлення всіх елементів з металу, кріплення за бокові виступи черепа регульованою скобою забезпечував проведення широкого спектра багатократних внутрішньомозкових діагностичних і терапевтичних маніпуляцій, включаючи введення лікувальних препаратів і пухлинних клітин, біопсію, вимірювання локально температури, рН, парціального тиску кисню і т.п. без повторних стереотаксичних втручань. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для багатократних внутрішньомозкових експериментальних досліджень містить катетер з заглушкою і елемент кріплення до черепа, при цьому зовнішній діаметр катетера дорівнює діаметру трепанаційного отвору, у якому, згідно з винаходом, як елемент кріплення використовується регульована скоба, що містить ліву і праву частини, які накладені одна на одну зі зміщенням, ліва частина виконана з загнутими лапками, 1 UA 114580 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 катетер з внутрішнім діаметром до 2.2 мм приварений до лівої частини скоби лазерним зварюванням через втулку, а скоба кріпиться загостреними кінцями за бокові виступи черепа шляхом зміщення її правої частини, що забезпечує надійне закріплення пристрою на черепі тварини з мінімізацією її травмування; внутрішній діаметр катетера є достатнім для введення зондів діагностичних пристроїв, інструментарію для внутрішньомозкових ін'єкцій тощо, забезпечує багатократний доступ у координований трепанаційний отвір інструментарію для внутрішньо мозкових введень лікарських засобів та препаратів для адоптивної терапії і трансплантації пухлинних клітин, а також пристроїв для моніторингу фізіологічних показників головного мозку; використання регульованої скоби в елементі кріплення дозволяє адаптувати кріплення до розміру черепа щура в діапазоні ±0.6 мм. Фіксація затисканням лапок і гайки з шайбою забезпечує надійність кріплення. Виконання всіх елементів пристрою з металу дозволяє його багатократну стерилізацію і використання. Використання для трепанації черепа свердла, що комплектується з пристроєм, робоча частина якого має форму тризуба з пірамідальними виступами, дозволяє адаптувати його для виконання трепанаційного отвору в заданих координатах і відповідного розміру. Суть винаходу пояснюється кресленнями, на яких: Фіг. 1 - загальний вигляд пристрою 1 у двох проекціях, Фіг. 2 - ліва частина скоби 2 в зборі, Фіг. 3 - права частина скоби 3 у трьох проекціях, Фіг. 4 - свердло 10 у двох проекціях. Пристрій 1 (Фіг. 1) складається із елемента кріплення, котрий містить ліву частину скоби 2 і праву частину скоби 3, яка вставлена під дві загнуті лапки 7 лівої частини скоби 2 - проекція Г (Фіг. 2). Обидві частини скоби мають загострені кінці А і Б (Фіг. 1) - проекція Д (Фіг. 3). До лівої частини скоби приєднано катетер 8 (Фіг. 2), що має зовнішню різьбу М4×0.5 і внутрішній діаметр 2.2 мм, через який проводяться всі діагностичні та терапевтичні маніпуляції. До катетера прилягає права частина скоби. Далі на катетер 8 накладається шайба 5 з радіусом R17.6 у місці прилягання до правої частини скоби 2 (Фіг. 1) і накручується гайка 6 (Фіг. 1), яка остаточно скріплює всі деталі у єдиний пристрій. При необхідності закрити внутрішній отвір катетера передбачено заглушку 4 (Фіг. 1). Трепанаційний отвір виконується свердлом 10 (Фіг. 4) у формі тризуба для забезпечення виконання трепанаційного отвору у заданих координатах. Робочий діаметр свердла  3.4 мм відповідає зовнішньому діаметру  3.4 мм кільцевого виступу В (Фіг. 1) втулки 9 (Фіг. 2), яка знизу фіксується лазерною зваркою до лівої частини скоби 2 (Фіг. 2) разом із катетером 8. Металом, з якого виготовлені всі деталі пристрою, є сталь нержавіюча, корозійно стійка марки 20Х18Н10Т ГОСТ5632-80. Технологічні властивості дозволяють її зварювати, механічно обробляти, гнути та штампувати. Права частина скоби 3 (Фіг. 3) і ліва частина скоби 2 (Фіг. 2) виготовлені з листа товщиною 0,3 мм. Збирання всіх трьох деталей лівої скоби 2 у єдиний вузол виконане за допомогою точкового лазерного зварювання. Використання пристрою забезпечує малотравматичне проведення багатократних внутрішньомозкових введень лікарських засобів, вірусних векторів, а також трансплантації пухлинних клітин, курсової адоптивної терапії та моніторингу фізіологічних показників головного мозку при моделюванні захворювань головного мозку таких, як онкологічна патологія, інсульт, хвороба Альцгеймера, хвороба Паркінсона, та способів їх діагностики, моніторингу перебігу і лікування у лабораторних щурів. Пристрій застосовують наступним чином. За 1-2 доби до застосування пристрою проводять депіляцію шкіри голови щура. Перед встановленням пристрою проводять наркоз тварини каліпсоветом, після чого здійснюють розріз шкіри голови у проекції встановлення пристрою, розширюють розріз, промивають перекисом водню і звільнюють поверхню черепа від сполучної тканини. Далі знежирюють, висушують поверхню черепа і роблять трепанаційний отвір  3,4 мм з використанням свердла 10, що комплектується з пристроєм. Відрегульований по ширині бокових виступів черепа щура пристрій 1 переміщенням лівої частини скоби 2 і правої частини скоби 3 монтується на черепі щура так, щоб катетер 8 зайшов кільцевим виступом В втулки 9 (Фіг. 2) у трепанаційний отвір. При необхідності загострені кінці скоб А та Б (Фіг. 1) стискаються. Після чого пристрій остаточно затягується гайкою 6 через шайбу 5 (Фіг. 1). Далі розведеним дентальним цементом герметизують щілини між частинами скоби 2 і 3 та черепом. Шкіра зшивається, зовні залишається катетер, через отвір якого проводяться всі дослідження. Під час перерви між дослідженнями отвір катетера закривається заглушкою, що забезпечує герметичність. 2 UA 114580 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 1. Пристрій для багатократних внутрішньомозкових експериментальних досліджень містить катетер з заглушкою і елемент кріплення до черепа, який відрізняється тим, що як елемент кріплення використовується регульована скоба, що містить ліву і праву частини, які накладені одна на одну зі зміщенням, ліва частина виконана з загнутими лапками, катетер з внутрішнім діаметром до 2,2 мм приварений до лівої частини скоби лазерним зварюванням через втулку, а скоба кріпиться загостреними кінцями за бокові виступи черепа шляхом зміщення її правої частини, при цьому зовнішній діаметр катетера дорівнює діаметру трепанаційного отвору. 2. Пристрій для багатократних внутрішньомозкових експериментальних досліджень за п. 1, який відрізняється тим, що трепанаційний отвір виконується свердлом у формі тризуба. 3. Пристрій для багатократних внутрішньомозкових експериментальних досліджень за п. 1, який відрізняється тим, що всі елементи виконані з металевого сплаву. 3 UA 114580 C2 4 UA 114580 C2 5 UA 114580 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6