RU205146U1 - PORTABLE THERMOSTAT FOR COMBINED MEDICAL AND BIOLOGICAL EXPERIMENTS - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам термостатирования биологических образцов во время проведения радиобиологических исследований в условиях строго заданных тепловых режимов и может быть использована для проведения комбинированных экспериментов одновременного воздействия ионизирующего излучения и гипертермии на клетки разного вида. Также возможно ее использование для транспортировки и хранения биологических объектов, требующих поддержания тепловых режимов в строго заданных пределах. Термоизолированный корпус с рабочей камерой и крышкой выполнен из проницаемых для ионизирующего излучения материалов и включает вентиляционный модуль, нагревательный элемент и контактный термометр, а также коммутатор, управляющий изменением режимов работы нагревательного элемента, расположенный отдельно от корпуса блок питания, содержащий понижающий трансформатор преобразования напряжения 220 В в 24 В, встроенный аккумулятор для поддержания бесперебойной работы во время проведения экспериментов, причем крышка содержит дополнительное отверстие для контролирующего термометра. Полезная модель предназначена для многоразового использования, позволяет повысить теплозащитные свойства контейнера, время термостатирования, увеличить гипертермию, защититься от внезапного отключения электроэнергии и проводить комбинированные эксперименты с несколькими воздействующими факторами. 2 ил.The utility model refers to devices for thermostating biological samples during radiobiological research under conditions of strictly specified thermal regimes and can be used to conduct combined experiments on the simultaneous effect of ionizing radiation and hyperthermia on cells of different types. It can also be used for transportation and storage of biological objects that require maintaining thermal conditions within strictly specified limits. The thermally insulated housing with a working chamber and a lid is made of materials permeable to ionizing radiation and includes a ventilation module, a heating element and a contact thermometer, as well as a switch that controls the change in operating modes of the heating element, a power supply unit located separately from the housing containing a 220 V voltage conversion step-down transformer 24 V, built-in rechargeable battery to maintain uninterrupted operation during experiments, and the lid contains an additional hole for a monitoring thermometer. The utility model is intended for reusable use, it allows to increase the heat-shielding properties of the container, the thermostating time, increase hyperthermia, protect against sudden power outages, and carry out combined experiments with several influencing factors. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам термостатирования биологических образцов во время проведения радиобиологических исследований в условиях строго заданных тепловых режимов и может быть использована для проведения комбинированных экспериментов одновременного воздействия на клетки разного вида ионизирующего излучения и гипертермии. Также возможно ее использование для транспортировки и хранения биологических объектов, требующих поддержания тепловых режимов в строго заданных пределах.The utility model refers to devices for thermostating biological samples during radiobiological research under conditions of strictly specified thermal regimes and can be used to conduct combined experiments of simultaneous exposure of cells to various types of ionizing radiation and hyperthermia. It can also be used for transportation and storage of biological objects that require maintaining thermal conditions within strictly specified limits.

Для повышения эффективности лучевой терапии часто используют комбинированное действие ионизирующего излучения и различных ингибиторов восстановления клеток от радиационных повреждений. Синергический эффект, наилучшим образом достижимый при одновременном действии агентов, наиболее эффективен для подавления восстановления опухолевых клеток. Исследования в области синергических воздействий актуальны и перспективны. Предлагаемое устройство должно помочь в осуществлении необходимых экспериментов по одновременному воздействию на клетки излучений и повышенных температур.To increase the effectiveness of radiation therapy, the combined action of ionizing radiation and various inhibitors of cell regeneration from radiation damage is often used. The synergistic effect, best achieved with the simultaneous action of agents, is most effective in suppressing tumor cell regeneration. Research on synergistic effects is relevant and promising. The proposed device should help in carrying out the necessary experiments on the simultaneous exposure of cells to radiation and elevated temperatures.

Из существующего уровня техники известен термостат для медико-биологических исследований (RU 142802 U1, 10.07.2014 г.), содержащий закрывающуюся термостатируемую камеру с теплоизоляционными стенками, средство для размещения исследуемых биологических образцов, оснащенное плоскими электронагревателями, регулятором температуры, датчиками температуры, причем средство для размещения исследуемых биологических образцов выполнено в виде обоймы, изготовленной из теплопроводящего материала, состоящей из двух половин, внутренняя поверхность которых имеет выемки под форму пробирок, предназначенных для размещения в них биологических образцов, причем сама обойма снабжена подпружиненными направляющими для соединения своих половин и пьезоэлементами, при этом датчики температуры, плоские электронагреватели и пьезоэлементы размещены на наружной поверхности обоймы и снабжены средством подключения к блоку управления и регистрации, исполняющему функции регулятора температуры исследуемых биологических образцов и управляющего устройства для пьезоэлементов, обеспечивающих встряхивание обоймы с пробирками.A thermostat for biomedical research (RU 142802 U1, July 10, 2014) is known from the existing prior art, containing a closable thermostatic chamber with heat-insulating walls, a means for accommodating biological samples under study, equipped with flat electric heaters, a temperature controller, temperature sensors, and the means to accommodate the biological samples under study is made in the form of a holder made of a heat-conducting material, consisting of two halves, the inner surface of which has recesses for the shape of test tubes intended for placing biological samples in them, and the holder itself is equipped with spring-loaded guides for connecting its halves and piezoelements, at the same time, temperature sensors, flat electric heaters and piezoelectric elements are located on the outer surface of the cage and are equipped with a means of connection to the control and recording unit, which acts as a temperature regulator for the studied biological images ts and a control device for piezoelectric elements, providing shaking of the holder with test tubes.

Недостатком данного устройства для конкретных задач является его сложность и дополнительные элементы конструкции, необходимые в условиях невесомости, что в нашем случае необязательно. Также к недостаткам можно отнести повышенное энергопотребление из-за дополнительных устройств. Материал, из которого предполагается делать данное устройство, возможно исказит результаты используемых нами комбинированных (радиационных) воздействий.The disadvantage of this device for specific tasks is its complexity and additional structural elements required in zero gravity conditions, which is not necessary in our case. Also, the disadvantages include increased power consumption due to additional devices. The material from which this device is supposed to be made may distort the results of the combined (radiation) effects we use.

Также известен термоконтейнер (RU 197942 U1, 20.03.2020 г.), включающий корпус и крышку с ручкой, выполненные из теплоизолирующего и теплоотражающего слоев. Термоконтейнер снабжен защелками, причем корпус, выполнен из полипропилена в виде параллелепипеда или усеченной пирамиды, является ударопрочным и содержит откидную крышку, закрепленную на корпусе с помощью петель, корпус представляет собой многослойную конструкцию, состоящую из несущей оболочки корпуса из полипропилена, теплоизолирующих слоев с замкнутым контуром в виде пенополиуретана и вакуумных теплоизоляционных панелей. Время работы с сохранением требуемого терморежима составляет до 170 ч.Also known is a thermal container (RU 197942 U1, 03/20/2020), which includes a body and a lid with a handle, made of heat-insulating and heat-reflecting layers. The thermal container is equipped with latches, and the body is made of polypropylene in the form of a parallelepiped or a truncated pyramid, is impact-resistant and contains a hinged lid fixed to the body with hinges, the body is a multilayer structure consisting of a polypropylene body shell, heat-insulating layers with a closed loop in the form of polyurethane foam and vacuum insulation panels. The operating time while maintaining the required thermal mode is up to 170 hours.

К недостатку данной модели можно отнести малое количество времени удержания заданной температуры. Время, требуемое для экспериментов с излучением, иногда превышает неделю и более.The disadvantage of this model can be attributed to the small amount of time required to hold a given temperature. The time required for experiments with radiation sometimes exceeds a week or more.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является переносной термостат для транспортировки и хранения биологических субстанций (RU 130377 U1, 20.07.2013 г.), содержащий термоизолированный корпус с рабочей камерой и крышкой, изготовленные из вспененного пенополиуретана, термоблок, включающий термоэлектрический модуль, радиатор и вентилятор, систему автоматического управления, при этом система автоматического управления включает плату управления и силовую плату. Перепад температур предложен от -30 до + 40°С.The closest to the proposed device is a portable thermostat for transportation and storage of biological substances (RU 130377 U1, July 20, 2013), containing a thermally insulated housing with a working chamber and a lid, made of foamed polyurethane foam, a thermoblock including a thermoelectric module, a radiator and a fan, an automatic control system, while the automatic control system includes a control board and a power board. The temperature difference is offered from -30 to + 40 ° С.

Недостатком данного термостата является недостаточный нагрев, запланированный в экспериментах, который необходим для достижения наилучшего результата действия на биологические субстанции, а также отсутствие необходимости поддержания отрицательных температур в рабочей камере.The disadvantage of this thermostat is insufficient heating, planned in experiments, which is necessary to achieve the best result of action on biological substances, as well as the absence of the need to maintain negative temperatures in the working chamber.

Техническим результатом является создание компактного термостата, обеспечивающего формирование равномерного температурного поля в зоне размещения образцов исследуемых биологических материалов с поддержанием точно заданной контролируемой повышенной температуры в условиях беспрепятственного воздействия дополнительных физических параметров, таких как облучение от источников ионизирующего излучения.The technical result is the creation of a compact thermostat that ensures the formation of a uniform temperature field in the area of placement of samples of the studied biological materials with the maintenance of a precisely specified controlled elevated temperature under conditions of the unhindered influence of additional physical parameters, such as irradiation from sources of ionizing radiation.

Технический результат достигается тем, что термостат выполнен из проницаемых для ионизирующего излучения материалов и содержит коммутатор, управляющий изменением режимов работы нагревательного элемента, расположенный отдельно от корпуса блок питания, снабженный трансформатором преобразования напряжения 220°В в 24 В и встроенным аккумулятором для поддержания бесперебойной работы во время проведения экспериментов, причем боковая крышка камеры прижимается с помощью заглушки, а в крышке имеется дополнительное отверстие для контролирующего термометра.The technical result is achieved by the fact that the thermostat is made of materials permeable to ionizing radiation and contains a switch that controls the change in operating modes of the heating element, a power supply unit located separately from the case, equipped with a 220 ° V to 24 V voltage conversion transformer and a built-in battery to maintain uninterrupted operation during time of experiments, and the side cover of the chamber is pressed with a plug, and there is an additional hole in the cover for a controlling thermometer.

При решении технического результата, за счет расширения возможностей контактного термометра, увеличения мощности блока питания и повышения емкости аккумулятора, будут увеличены нагревательные возможности и поддержание требуемых повышенных температур длительные промежутки времени.When solving the technical result, by expanding the capabilities of the contact thermometer, increasing the power of the power supply and increasing the battery capacity, heating capabilities will be increased and the required elevated temperatures will be maintained for long periods of time.

Полезная модель поясняется подробным описанием и иллюстрациями, на которых изображено:The utility model is illustrated by a detailed description and illustrations, which depict:

Фиг. 1 - Схема портативного термостатирующего устройства для проведения комбинированных медико-биологических исследований; вид спереди: 1- корпус; 2- транспортировочная ручка; 3- теплоизоляция; 4- рабочая камера; 8- рабочая полка; 9- полка для контактного термометра; 10- крепеж термоблока; 11- выход для кабеля питания; 13- контактный термометр; 14- нагревательный элемент; 15- вентиляционный модуль; 16- коммутатор.FIG. 1 - Diagram of a portable thermostatic device for combined biomedical research; front view: 1- body; 2- transport handle; 3- thermal insulation; 4- working chamber; 8- working shelf; 9- shelf for contact thermometer; 10- thermoblock fasteners; 11- outlet for the power cable; 13-pin thermometer; 14- heating element; 15- ventilation module; 16- switch.

Фиг. 2 - Схема портативного термостатирующего устройства; вид сбоку: 1- корпус; 2-транспортировочные ручки; 3- теплоизоляция; 4- рабочая камера; 5- крышка; 6- заглушка; 7- отверстие для контролирующего термометра; 8 - рабочая полка; 9- полка для контактного термометра; 10- крепеж термоблока; 11- выход для кабеля питания; 12 - кабель питания; 13- контактный термометр; 17- термоблок; 18- блок питания; 19- понижающий трансформатор; 20- аккумулятор; 21- кнопка включения/выключения.FIG. 2 - Diagram of a portable thermostatic device; side view: 1- body; 2-transport handles; 3- thermal insulation; 4- working chamber; 5- cover; 6- plug; 7- hole for a control thermometer; 8 - working shelf; 9- shelf for contact thermometer; 10- thermoblock fasteners; 11- outlet for the power cable; 12 - power cable; 13-pin thermometer; 17- thermoblock; 18- power supply unit; 19- step-down transformer; 20- battery; 21- on / off button.

Описание полезной модели.Description of the utility model.

Термостат (Фиг. 1, 2) для проведения комбинированных медико-биологических экспериментов на биологических объектах полностью выполнен из проницаемых для ионизирующего излучения материалов - полиметилметакрилата. Термостат содержит ударопрочный корпус 1 в виде параллелепипеда и снабжен транспортировочными ручками 2. Между корпусом 1 и камерой 4 имеется многослойная термоизоляция 3 (пенопласт). Камера 4 снабжена боковой крышкой 5, которая прижата с помощью заглушки 6. По центру крышки 5 имеется отверстие 7 для контролирующего термометра. Внутри камеры 4 имеется рабочая полка 8 (для установки ёмкости с исследуемыми биологическими объектами). Около задней стенки камеры 4 c помощью крепежа 10 жестко вмонтирован термоблок 17, нагревательный элемент 14, вентиляционный модуль 15 и коммутатор 16, управляющий изменением режимов работы нагревательного элемента. На полке 9 установлен контактный термометр 13. Камера 4 в задней стенке снабжена выходом 11 для кабеля питания 12, соединенный с блоком питания 18. Блок питания 18 снабжен трансформатором 19, для обеспечения преобразования напряжения 220В в 24В, встроенным аккумулятором 20, для поддержания бесперебойной работы устройства во время проведения экспериментов и кнопкой включения/выключения 21.The thermostat (Fig. 1, 2) for carrying out combined biomedical experiments on biological objects is completely made of materials permeable to ionizing radiation - polymethyl methacrylate. The thermostat contains an impact-resistant body 1 in the form of a parallelepiped and is equipped with transport handles 2. Between the body 1 and the chamber 4 there is a multilayer thermal insulation 3 (foam). Chamber 4 is equipped with a side cover 5, which is pressed with a plug 6. In the center of the cover 5 there is a hole 7 for a control thermometer. Inside chamber 4 there is a working shelf 8 (for installing a container with biological objects under study). A thermoblock 17, a heating element 14, a ventilation module 15 and a switch 16, which controls the change in the operating modes of the heating element, are rigidly mounted near the rear wall of the chamber 4 using fasteners 10. A contact thermometer 13 is installed on shelf 9. Chamber 4 in the rear wall is equipped with an outlet 11 for power cable 12, connected to power supply 18. Power supply 18 is equipped with a transformer 19 to convert 220V to 24V voltage, built-in battery 20 to maintain uninterrupted operation devices during experiments and the on / off button 21.

Устройство используют следующим образом.The device is used as follows.

Термостат (Фиг. 1, 2) для проведения комбинированных радиобиологических экспериментов, с корпусом 1, выполненным из полиметилметакрилата берут за транспортировочные ручки 2 и переносят в соответствующее место рядом с источником ионизирующего излучения, участвующего в работе. Блок питания 18 включают с помощью кнопки вкл/выкл 21. Контактный термометр 13 настраивают на запланированную для эксперимента температуру. Крышку 5 с заглушкой 6 закрывают. Через некоторое время при достижении необходимой температуры заглушку 6 снимают и через технологическое отверстие 7 в крышке 5 вставляют контролирующий термометр. Если температура достигла значений, запланированных для проведения работы, и совпадает с контролем, то начинают эксперимент. Доступ в камеру 4 осуществляют через крышку 5, отодвинув заглушку 6 и на рабочую полку 8 устанавливают режимный объект с клеточной суспензией. Крышку 5 ставят на место и плотно придавливают заглушкой 6. После этого начинают воздействие ионизирующего излучения, засекая время эксперимента. Для обеспечения бесперебойной работы используют аккумулятор 20.The thermostat (Fig. 1, 2) for carrying out combined radiobiological experiments, with a housing 1 made of polymethyl methacrylate, is taken by the transport handles 2 and transferred to an appropriate place near the source of ionizing radiation involved in the work. The power supply unit 18 is turned on using the on / off button 21. The contact thermometer 13 is adjusted to the temperature planned for the experiment. Cover 5 with plug 6 is closed. After some time, when the required temperature is reached, the plug 6 is removed and a control thermometer is inserted through the technological hole 7 in the cover 5. If the temperature has reached the values planned for the work, and coincides with the control, then the experiment is started. The access to the chamber 4 is carried out through the cover 5, pushing back the plug 6 and a regime object with the cell suspension is installed on the working shelf 8. The cover 5 is put in place and tightly pressed down with the plug 6. After that, the effect of ionizing radiation is started, timing the experiment. A 20 battery is used to ensure smooth operation.

Устройство предназначено для проведения комбинированных экспериментов одновременного воздействия на объекты разного типа ионизирующего излучения и гипертермии. Термостат компактен, легок, мобилен и прост в эксплуатации, что позволяет во время экспериментов одновременно воздействовать на клетки двумя контролируемыми физическими факторами. Преимущество модели заключается ещё и в том, что происходит полный контроль и длительное поддержание заданной температуры.The device is intended for carrying out combined experiments of simultaneous exposure to objects of different types of ionizing radiation and hyperthermia. The thermostat is compact, lightweight, mobile and easy to operate, which allows, during experiments, to simultaneously influence cells by two controlled physical factors. The advantage of the model also lies in the fact that there is complete control and long-term maintenance of the set temperature.

Полезная модель предназначена для многоразового использования, позволяет повысить теплозащитные свойства контейнера, время термостатирования, увеличить гипертермию, защититься от внезапного отключения электроэнергии и проводить комбинированные эксперименты с несколькими воздействующими факторами.The utility model is intended for reusable use, it allows to increase the heat-shielding properties of the container, the thermostating time, increase hyperthermia, protect against sudden power outages, and carry out combined experiments with several influencing factors.

Claims (1)

Портативный термостат для проведения комбинированных медико-биологических экспериментов, включающий термоизолированный корпус с рабочей камерой и крышкой, вентиляционный модуль, нагревательный элемент и контактный термометр, отличающийся тем, что термостат выполнен из проницаемых для ионизирующего излучения материалов и содержит коммутатор, управляющий изменением режимов работы нагревательного элемента, расположенный отдельно от корпуса блок питания, снабженный трансформатором преобразования напряжения 220 В в 24 В и встроенным аккумулятором для поддержания бесперебойной работы во время проведения экспериментов, причем боковая крышка камеры прижимается с помощью заглушки, а в крышке имеется дополнительное отверстие для контролирующего термометра.Portable thermostat for carrying out combined biomedical experiments, including a thermally insulated housing with a working chamber and a lid, a ventilation module, a heating element and a contact thermometer, characterized in that the thermostat is made of materials permeable to ionizing radiation and contains a switch that controls the change in operating modes of the heating element a power supply unit located separately from the case, equipped with a 220 V to 24 V voltage conversion transformer and a built-in battery to maintain uninterrupted operation during experiments, and the side cover of the chamber is pressed with a plug, and the cover has an additional hole for a controlling thermometer.

Images