RU2535474C1

RU2535474C1 - Device for simulating wood combustion products poisoning in small laboratory animals

Info

Publication number: RU2535474C1
Application number: RU2013144707/14A
Authority: RU
Inventors: Аслан Амирханович Кубатиев; Дамир Ахметович Еникеев; Валерий Васильевич Александрин; Андрей Евгеньевич Ряховский; Владимир Александрович Мышкин; Светлана Ахметовна Еникеева; Лия Туляковна Идрисова; Ким Вилевич Фаткуллин; Олег Анатольевич Еникеев; Данис Мухарамович Галимов; Дмитрий Витальевич Срубилин
Original assignee: Андрей Евгеньевич Ряховский
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2014-12-10

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: device comprises a 3-litre flat-bottom cylindrical glass vessel (1), a neck of which is slightly elongated and narrowed, and has a rounded hole of 90 mm in a diameter. There is a screw thread for the tight fixation of the lid (2) on an outer surface of the elongated portion. What is also provided is a semi-sphere cup-shaped metal container (3) having a volume of 0.03±0.01 l, a thickness of 0.5 mm, on the bottom perimeter of which there are five holes of the diameter of 2 mm at a distance of 5 mm from each other; a cylindrical metal base (4) having a thickness of 0.5 mm, a height of 115 mm, a base diameter of 75 mm, and an apex diameter of 75 mm; on a side surface of the metal base, there are two parallel rectangular holes 75×45 mm. The container (3), wherein the combustion process takes place, is fixed on the base apex. What is also provided is a rectangular wooden base (5) 200 mm long, 15 mm wide and 3 mm thick, the front surface of which is provided with a rigidly fixed semi-circle metal collar (6) of the diameter of 150 mm with the glass container (1) tightly fixed.

EFFECT: invention provides the development of a biomodel poisoning with gas products of wood combustion.

3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для моделирования в эксперименте интоксикации мелких лабораторных животных газообразными продуктами горения веществ с низкой и средней температурой горения на примере древесных опилок.The invention relates to experimental medicine and can be used for modeling in an experiment intoxication of small laboratory animals with gaseous products of combustion of substances with low and medium combustion temperatures using wood sawdust as an example.

В доступной научно-медицинской и патентной литературе сведений об известности устройства для моделирования отравления продуктами горения древесины на мелких лабораторных животных не обнаружено.In the available scientific, medical and patent literature, information about the fame of a device for modeling poisoning by wood burning products in small laboratory animals was not found.

Задачей изобретения является разработка устройства для моделирования отравления продуктами горения древесины на мелких лабораторных животных, сочетающего простоту и низкую материальную стоимость, удобство в эксплуатации, широкий спектр возможностей для исследований.The objective of the invention is to develop a device for simulating poisoning by wood combustion products in small laboratory animals, combining simplicity and low material cost, ease of use, a wide range of research opportunities.

Технический результат при использовании изобретения - получение динамики отравления биомодели газообразными продуктами горения древесины.The technical result when using the invention is to obtain the dynamics of the poisoning of a biomodel by the gaseous products of wood combustion.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для моделирования отравления продуктами горения древесины на мелких лабораторных животных включает плоскодонный стеклянный сосуд цилиндрической формы объемом 3 л, горло которого вытянуто и сужено, с отверстием округлой формы диаметром 90 мм и винтовой резьбой на наружной поверхности вытянутой части для фиксации крышки, являющийся резервуаром для накопления газообразных продуктов горения, а также камерой, в которой происходит контакт биомодели с продуктами горения; выполненную в виде полусферы чашеобразную металлическую емкость объемом 0,03±0,01 л, толщиной 0,5 мм, по периметру дна которой на расстоянии 5 мм друг от друга находятся пять отверстий диаметром 2 мм, в которой происходит процесс горения вещества, при этом чашеобразная емкость снабжена металлической цилиндрической подставкой толщиной 0,5 мм, высотой 115 мм с диаметром основания 75 мм и диаметром вершины 75 мм, на боковой поверхности подставки выполнены два параллельно расположенных прямоугольной формы отверстия размерами 75×45 мм; прямоугольной формы деревянную подставку длиной 200 мм, шириной 15 мм, толщиной 3 мм, передняя поверхность которой снабжена жестко закрепленным металлическим хомутом в форме полукруга диаметром 150 мм для фиксации стеклянного сосуда в горизонтальном положении.The specified technical result is achieved by the fact that the device for simulating poisoning by wood burning products in small laboratory animals includes a flat-bottomed glass vessel of cylindrical shape with a volume of 3 l, the throat of which is elongated and narrowed, with a round hole with a diameter of 90 mm and a screw thread on the outer surface of the elongated part for lid fixation, which is a reservoir for the accumulation of gaseous products of combustion, as well as a chamber in which the biomodel contacts with combustion products; made in the form of a hemisphere, a cup-shaped metal container with a volume of 0.03 ± 0.01 L, 0.5 mm thick, along the bottom perimeter of which at a distance of 5 mm from each other there are five holes with a diameter of 2 mm, in which the combustion process takes place, while the bowl-shaped container is equipped with a metal cylindrical stand 0.5 mm thick, 115 mm high with a base diameter of 75 mm and a vertex diameter of 75 mm, on the side surface of the stand there are two parallel-shaped rectangular holes with dimensions of 75 × 45 mm; rectangular wooden stand 200 mm long, 15 mm wide, 3 mm thick, the front surface of which is equipped with a rigidly fixed metal clamp in the form of a semicircle with a diameter of 150 mm for fixing the glass vessel in a horizontal position.

Сущность изобретения поясняется следующими фигурами: на фиг.1 изображены составные части устройства; на фиг.2 - устройство в использовании: горение вещества в металлической емкости 3 и накопление продуктов горения в банке 1; на фиг.3 - кульминация эксперимента: контакт крысы 7 с газообразными веществами горения, при этом винтовая крышка 2, плотно закрывающая отверстие банки 1, обеспечивает герметизацию камеры.The invention is illustrated by the following figures: figure 1 shows the components of the device; figure 2 - the device in use: combustion of a substance in a metal tank 3 and the accumulation of combustion products in the bank 1; figure 3 - the culmination of the experiment: the contact of the rat 7 with gaseous substances of combustion, while the screw cap 2, tightly closing the opening of the can 1, provides a sealing chamber.

Предлагаемое устройство для моделирования содержит плоскодонный стеклянный сосуд 1 цилиндрической формы (банку) объемом 3 л, горло которого несколько вытянуто и сужено, с округлой формы отверстием диаметром 90 мм (стеклянные банки данного объема являются оптимальным вариантом, т.к. в эксперименте они легко заполняются продуктами горения, имеют достаточно большое отверстие для помещения и извлечения исследуемого животного, а также позволяют наблюдать за ним в течение всего периода воздействия газообразных продуктов горения). На наружной поверхности вытянутой части имеется винтовая резьба для плотной фиксации крышки 2. Сосуд 1 служит резервуаром для накопления газообразных продуктов горения, а также камерой, в которой происходит контакт биомодели с продуктами горения. Также имеется выполненная в виде полусферы чашеобразная металлическая емкость 3 объемом 0,03±0,01 л из железа толщиной 0,5 мм (данный объем способствует оптимальной скорости горения и минимизирует утечку газообразных продуктов горения за пределы стеклянного цилиндра). По периметру дна емкости на расстоянии 5 мм друг от друга выполнены пять отверстий диаметром 2 мм (данные отверстия обеспечивают равномерный доступ воздуха, что в свою очередь ускоряет процесс горения и обеспечивает полное сгорание вещества). Чашеобразная емкость снабжена металлической подставкой 4 цилиндрической формы толщиной 0,5 мм, высотой 115 мм с диаметром основания 75 мм и диаметром вершины 75 мм (размеры металлической подставки обеспечивают плотную фиксацию чашеобразной емкости с горящим в ней веществом, достаточное количество воздуха, необходимого для горения, а также в ней могут накапливаться побочные потенциально пожароопасные продукты горения, проникающие туда через отверстия, расположенные по периметру дна чашеобразной емкости, фиксированной на вершине). На боковой поверхности металлической подставки 4 выполнены два параллельно расположенных прямоугольной формы отверстия размерами 75×45 мм (обеспечивают поступление необходимого для горения воздуха к отверстиям, расположенным по периметру дна чашеобразной емкости в момент, когда она установлена на металлической подставке). На вершине подставки фиксируется железная емкость 3, в которой происходит процесс горения вещества. Также присутствует прямоугольной формы деревянная подставка 5 длиной 200 мм, шириной 15 мм, толщиной 3 мм, передняя поверхности подставки 5 снабжена металлическим хомутом 6 в форме полукруга диаметром 150 мм, в просвете которого плотно фиксируется стеклянный сосуд 1, края хомута закреплены к поверхности подставки шурупами (фиг.1). Эта подставка необходима для фиксации в горизонтальном положении стеклянной камеры, которая производится в финальной части эксперимента для лучшей визуализации и равномерного распределения в камере продуктов сгорания. Конструкция подставки обеспечивает то, что стеклянный сосуд (вместе с помещенной в него в вертикальном положении биомоделью) большей частью своей поверхности прилегает к деревянной подставке и плотно прижимается к ней металлическим хомутом, что обеспечивает надежную фиксацию стеклянного сосуда в заданном положении независимо от действий исследуемого животного, расположенного внутри него, при этом фиксация не влияет на визуальную доступность происходящего в полости стеклянного цилиндра.The proposed device for modeling contains a flat-bottomed glass vessel 1 of a cylindrical shape (jar) with a volume of 3 l, the throat of which is somewhat elongated and narrowed, with a rounded hole with a diameter of 90 mm (glass jars of this volume are the best option, because in the experiment they are easily filled combustion products, have a sufficiently large hole for the placement and extraction of the test animal, and also allow you to observe it during the entire period of exposure to gaseous products of combustion). On the outer surface of the elongated part there is a screw thread for tightly fixing the cover 2. Vessel 1 serves as a reservoir for the accumulation of gaseous products of combustion, as well as a chamber in which the biomodel comes into contact with the products of combustion. There is also a hemispherical bowl-shaped metal container 3 with a volume of 0.03 ± 0.01 l of iron 0.5 mm thick (this volume contributes to the optimal burning rate and minimizes the leakage of gaseous products of combustion outside the glass cylinder). Five holes with a diameter of 2 mm are made along the perimeter of the bottom of the tank at a distance of 5 mm from each other (these holes provide uniform air access, which in turn accelerates the combustion process and ensures complete combustion of the substance). The cup-shaped container is equipped with a metal stand 4 of a cylindrical shape 0.5 mm thick, 115 mm high with a base diameter of 75 mm and a vertex diameter of 75 mm (the dimensions of the metal stand provide tight fixation of the cup-shaped container with the substance burning in it, a sufficient amount of air necessary for burning, as well as it may accumulate secondary potentially flammable combustion products penetrating there through openings located along the perimeter of the bottom of the bowl-shaped container fixed on the top). On the side surface of the metal stand 4, two rectangular holes of 75 × 45 mm dimensions are made (provide the necessary combustion air to openings located around the perimeter of the bottom of the bowl-shaped container when it is installed on the metal stand). At the top of the stand, an iron container 3 is fixed, in which the process of combustion of the substance takes place. There is also a rectangular wooden stand 5 with a length of 200 mm, a width of 15 mm, a thickness of 3 mm, the front surface of the stand 5 is equipped with a metal clamp 6 in the form of a semicircle with a diameter of 150 mm, in the lumen of which a glass vessel 1 is tightly fixed, the edges of the clamp are fixed to the surface of the stand with screws (figure 1). This stand is necessary for horizontal fixation of the glass chamber, which is performed in the final part of the experiment for better visualization and uniform distribution of combustion products in the chamber. The design of the stand ensures that the glass vessel (together with the biomodel placed in it in an upright position) adheres for the most part of its surface to the wooden stand and is pressed tightly against it by a metal clamp, which ensures reliable fixation of the glass vessel in a predetermined position regardless of the actions of the animal being studied, located inside it, while fixing does not affect the visual accessibility of what is happening in the cavity of the glass cylinder.

Предлагаемое устройство для моделирования используется следующим образом: в металлическую емкость 3 помещаются древесные опилки, влияние газообразных продуктов горения которых подлежит исследованию. Для оптимизации процесса горения объем единовременно сжигаемого вещества не должен превышать 50% объема металлической емкости. Емкость 3 с веществом помещается на подставку 4, затем вещество, расположенное в металлической емкости, поджигается, после его воспламенения и появления газообразных продуктов горения на расстоянии 50 мм от верхнего края металлической емкости 3 в вертикальном положении располагают стеклянный сосуд 1 таким образом, чтобы центр его отверстия совпадал с центром открытого конца металлической емкости 3. Сосуд 1 в таком положении фиксируется руками исследователя, причем при правильном исполнении наблюдается заполнение стеклянной камеры продуктами сгорания вещества (фиг.2). После заполнения камеры необходимым количеством газообразных веществ, количество их можно контролировать путем взвешивания изначально взятого вещества и остаточных продуктов горения в металлической емкости вследствие произвольного, либо принудительного прекращения процесса горения. Затем в заполненный газами сосуд 1 помещается биомодель 7 (крыса), после чего отверстие плотно закрывается металлической винтовой крышкой 2. Сосуд 1 с подопытным животным фиксируется металлическим хомутом 6 на деревянной подставке 5 в горизонтальном положении (фиг.3). Время нахождения животного в подобном положении определяется целями и задачами конкретного эксперимента. Степень интоксикации исследуемого животного определяется количеством сожженных опилок, выделяющих газообразные продукты горения, концентрирующиеся в стеклянном цилиндре, а также временем, на протяжении которого биомодель контактирует с продуктами горения. Чем больше концентрация веществ в стеклянном цилиндре и время контакта с ними, тем сильнее предполагаемая интоксикация.The proposed device for modeling is used as follows: wood sawdust is placed in a metal container 3, the influence of the gaseous products of combustion of which is to be studied. To optimize the combustion process, the volume of a one-time substance burned should not exceed 50% of the volume of a metal container. The container 3 with the substance is placed on the stand 4, then the substance located in the metal container is ignited, after ignition and the appearance of gaseous products of combustion at a distance of 50 mm from the upper edge of the metal container 3, a glass vessel 1 is placed in a vertical position so that its center the holes coincided with the center of the open end of the metal container 3. Vessel 1 in this position is fixed by the hands of the researcher, and when correctly executed, the glass chamber of the product is filled s combustion material (2). After filling the chamber with the necessary amount of gaseous substances, their amount can be controlled by weighing the initially taken substance and the residual combustion products in a metal container due to the arbitrary or forced termination of the combustion process. Then, a biomodel 7 (rat) is placed in the gas-filled vessel 1, after which the hole is tightly closed with a metal screw cap 2. The vessel 1 with the experimental animal is fixed with a metal clamp 6 on a wooden stand 5 in a horizontal position (Fig. 3). The time spent by the animal in this position is determined by the goals and objectives of a particular experiment. The degree of intoxication of the test animal is determined by the amount of sawdust burned, emitting gaseous products of combustion, concentrated in a glass cylinder, as well as the time during which the biomodel is in contact with the products of combustion. The greater the concentration of substances in the glass cylinder and the contact time with them, the stronger the expected intoxication.

Предлагаемое изобретение позволяет наблюдать за динамикой состояния биомодели в эксперименте, так как его корпус является абсолютно прозрачным, а животное не ограничено в перемещении в пределах сосуда. В динамике можно наблюдать такие показатели, как: активность, положение в пространстве, перемещение животного, частоту дыхания по движению диафрагмальной мышцы, состояние сознания, а также отдельные видоспецифические поведенческие реакции лабораторных животных. Ввиду достаточно большого объема стеклянного цилиндра при необходимости в нем могут находиться одновременно до 2-3 животных, что позволит минимализировать статистическую погрешность и получить наиболее достоверные результаты. По окончании эксперимента животное быстро извлекается из стеклянного цилиндра путем простого его переворачивания открытым концом книзу. Так как внутренняя поверхность цилиндра абсолютно гладкая, подопытное животное быстро извлекается независимо от его состояния.The present invention allows to observe the dynamics of the state of the biomodel in the experiment, since its body is completely transparent, and the animal is not limited in movement within the vessel. In dynamics, you can observe such indicators as: activity, position in space, movement of the animal, respiratory rate by the movement of the diaphragmatic muscle, state of consciousness, as well as individual species-specific behavioral reactions of laboratory animals. Due to the sufficiently large volume of the glass cylinder, if necessary, it can contain up to 2-3 animals at a time, which will minimize the statistical error and obtain the most reliable results. At the end of the experiment, the animal is quickly removed from the glass cylinder by simply turning it with the open end down. Since the inner surface of the cylinder is absolutely smooth, the experimental animal is quickly removed regardless of its condition.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.The invention is illustrated by the following example.

Учитывая, что настоящий эксперимент сопряжен с наличием открытого огня, что в свою очередь требует соблюдения правил пожарной безопасности и предъявляет определенные требования к помещению, в котором проводится исследование, помещение должно быть хорошо проветриваемое, эксперимент проводят вдали от легко воспламеняющихся веществ, необходимо наличие исправного огнетушителя. В чашеобразную емкость с небольшими отверстиями, расположенными по периметру дна, насыпают 5 грамм древесных опилок (данное количество обеспечивает отравление легкой степени тяжести), после чего помещают ее на металлическую подставку, установленную на экспериментальном столе. Затем поджигают опилки, находящиеся в чашеобразной емкости, после их воспламенения размещают стеклянную камеру в вертикальном положении открытым концом книзу так, чтобы центр округлого отверстия банки совпадал с центром чашеобразной емкости, а расстояние между ними равнялось 20-40 мм. Банку при этом удерживают руками. После того как опилки полностью прогорели, а стеклянная емкость заполнилась газообразными продуктами горения, в банку через то же отверстие быстро (с целью минимализации утечки газообразного содержимого) помещают биомодель, и плотно заворачивают крышку. Банку с биомоделью, заполненную газообразными продуктами горения, фиксируют в горизонтальном положении (для равномерного распределения в ее полости газообразных продуктов горения и наилучшей визуализации поведенческих реакций крысы) на деревянной подставке при помощи металлического хомута. Наблюдают за крысой в течение 5 минут (более продолжительный контакт может вызвать отравление средней тяжести), каждые 60 секунд считают частоту дыхания, записывают изменения в поведении животного. По истечении 5 минут откручивается крышка, банка устанавливается в вертикальном положении открытым концом вниз, после чего животное извлекается и помещается обратно в клетку.Considering that this experiment involves the presence of open fire, which in turn requires compliance with fire safety rules and imposes certain requirements on the room in which the study is conducted, the room should be well ventilated, the experiment should be carried out away from flammable substances, and a good fire extinguisher is required . In a bowl-shaped container with small holes located along the perimeter of the bottom, 5 grams of wood sawdust is poured (this amount provides mild poisoning), after which it is placed on a metal stand mounted on an experimental table. Then the sawdust in the bowl-shaped container is set on fire, after their ignition, the glass chamber is placed in a vertical position with the open end downward so that the center of the rounded opening of the can coincides with the center of the bowl-shaped container, and the distance between them is 20-40 mm. The jar is held with hands. After the sawdust is completely burnt out, and the glass container is filled with gaseous products of combustion, a biomodel is quickly placed (in order to minimize leakage of gaseous contents) into the jar through the same hole, and the lid is tightly wrapped. A jar with a biomodel filled with gaseous products of combustion is fixed in a horizontal position (for uniform distribution of gaseous products of combustion in its cavity and the best visualization of the rat’s behavioral reactions) on a wooden stand with a metal clamp. Observe the rat for 5 minutes (longer contact may cause moderate poisoning), the respiratory rate is calculated every 60 seconds, and changes in the behavior of the animal are recorded. After 5 minutes, the lid is unscrewed, the can is installed in a vertical position with the open end down, after which the animal is removed and placed back into the cage.

Claims

Устройство для моделирования отравления продуктами горения древесины на мелких лабораторных животных, включающее плоскодонный стеклянный сосуд цилиндрической формы объемом 3 л, горло которого вытянуто и сужено, с отверстием округлой формы диаметром 90 мм и винтовой резьбой на наружной поверхности вытянутой части для фиксации крышки, являющийся резервуаром для накопления газообразных продуктов горения, а также камерой, в которой происходит контакт биомодели с продуктами горения; выполненную в виде полусферы чашеобразную металлическую емкость объемом 0,03±0,01 л, толщиной 0,5 мм, по периметру дна которой на расстоянии 5 мм друг от друга находятся пять отверстий диаметром 2 мм, в которой происходит процесс горения вещества, при этом чашеобразная емкость снабжена металлической цилиндрической подставкой толщиной 0,5 мм, высотой 115 мм с диаметром основания 75 мм и диаметром вершины 75 мм, на боковой поверхности подставки выполнены два параллельно расположенных прямоугольной формы отверстия размерами 75×45 мм; прямоугольной формы деревянную подставку длиной 200 мм, шириной 15 мм, толщиной 3 мм, передняя поверхность которой снабжена жестко закрепленным металлическим хомутом в форме полукруга диаметром 150 мм для фиксации стеклянного сосуда в горизонтальном положении. A device for simulating poisoning by wood burning products on small laboratory animals, including a flat-bottomed glass vessel of cylindrical shape with a volume of 3 l, whose throat is elongated and narrowed, with a round hole with a diameter of 90 mm and a screw thread on the outer surface of the elongated part for fixing the lid, which is a reservoir for accumulation of gaseous products of combustion, as well as a chamber in which the biomodel contacts with combustion products; made in the form of a hemisphere, a cup-shaped metal container with a volume of 0.03 ± 0.01 L, 0.5 mm thick, along the bottom perimeter of which at a distance of 5 mm from each other there are five holes with a diameter of 2 mm, in which the combustion process takes place, while the bowl-shaped container is equipped with a metal cylindrical stand 0.5 mm thick, 115 mm high with a base diameter of 75 mm and a vertex diameter of 75 mm, on the side surface of the stand there are two parallel-shaped rectangular holes with dimensions of 75 × 45 mm; rectangular wooden stand 200 mm long, 15 mm wide, 3 mm thick, the front surface of which is equipped with a rigidly fixed metal clamp in the form of a semicircle with a diameter of 150 mm for fixing the glass vessel in a horizontal position.