Способ экспериментального моделирования термического ожога у лабораторных животных

Изобретение относится к медицине, в частности патологической физиологии, и касается моделирования стандартного термического ожога у лабораторного животного. Способ включает использование в качестве термического агента электромагнитного излучения и контроль температуры в зоне ожога. Используют инфракрасную (ИК) паяльную станцию, снабженную внешней термопарой. Устанавливают параметры режима для нанесения ожога запланированной степени и площади. При этом учитывают расстояние от кожи животного, на котором следует расположить ИК нагреватель ИК станции, мощность свечения ИК лампы, температуру на коже животного, которую следует создать ИК нагревателем, длительность облучения. Причем площадь ожога измеряют с помощью устройства, содержащего снабженный рукояткой каркас с неподвижно закрепленным в нем стеклом, на нижнюю поверхность которого, обращаемую при измерении к коже, методом лазерной гравировки нанесена измерительная сетка с квадратными ячейками определенной площади. Стекло закреплено в каркасе таким образом, что нижняя его поверхность отстоит от нижнего края каркаса на расстояние, исключающее при наложении устройства на кожу контакт нижней поверхности стекла с ожоговой раной. После чего, используя найденные параметры режима нанесения ожога, наносят животным ожог заданной площади и степени. Способ не требует предварительной тщательной депиляции, позволяет наносить стандартный запланированный ожог одной и той же абсолютной и относительной площади, в т.ч. на плоские и отличающиеся от плоских участки тела. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к медицине (экспериментальной и клинической) и ветеринарии и предназначено для моделирования термических ожогов у лабораторных животных с целью разработки эффективных методов лечения. Известен ряд способов экспериментального моделирования термических ожогов у лабораторных животных.

1) В патенте РФ №2027143 на изобретение «Устройство для моделирования термического ожога у лабораторных животных» (авторы: Шарлот Ю.М., Карханин Н.П., Борский О.Б., Зюзьгин Н.И.) описано устройство и способ его использования для моделирования термического ожога. Рабочий элемент устройства выполнен в виде тканой ленты из термостойкого материала с термостойким изоляционным покрытием, в котором расположены по всей длине ленты контактные площадки, соединенные с нагревателем, выполненным в виде вплетенного в ленту гибкого проволочного элемента, а корпус выполнен в виде рукоятки с выводами для подключения площадок к источнику электропитания и прижимным элементом для фиксации подвижного конца ленты, вторым концом неподвижно закрепленной в рукоятке.

Устройство используют следующим образом. С участка кожи, предназначенного для нанесения термического ожога, вначале состригается, а затем удаляется шерсть, например, с помощью 10%-ного раствора сернистого натрия. Растворившиеся волосы удаляются, кожа обмывается и протирается насухо. 10% раствор сернистого натрия не должен находиться на коже дольше времени, требующегося для растворения шерсти животного, иначе он вызывает раздражение кожи, наблюдаемое на следующий день. Депиляцию целесообразно проводить за сутки перед нанесением ожога. Тщательная депиляция кожи необходима, так как даже коротко остриженная шерсть сильно препятствует прогреванию тканей при действии термического агента. Определяют габариты животного и длину участка ленты, с которым будет контактировать контактный зажим.

На подготовленное животное надевают устройство, приводят в соприкосновение контактный зажим с контактной площадкой. Включают на заданное время источник электропитания. После нанесения ожога отключают электропитание и устройство снимают с тела животного.

Заданная тяжесть ожога зависит от напряжения, подаваемого от источника электропитания, и от длины ленты и определяется в каждом конкретном случае.

В данном способе используется не выпускаемое промышленностью и трудоемкое при самостоятельном изготовлении нагревательное устройство.

Способ является контактным и требует тщательной депиляции, так как даже коротко остриженная шерсть сильно препятствует прогреванию тканей термическим агентом. Для депиляции используется агрессивное химическое вещество.

Из описания изобретения следует, что у разных животных меняли длину ленты, т.е. абсолютная величина площади ожога (в см²) была неодинаковой, нестандартной, и отношение площади ожога к площади поверхности тела животного (относительная площадь ожога) также было нестандартным. Возможно, что под получением стандартного ожога авторы имели в виду получение во всех случаях опоясывающего ожога одинаковой степени (глубины).

В качестве нагревательного элемента в устройстве используется проволока, которая проходит в средней части сплетенной из стекловолокна ленты, покрытой резиной. Проволока занимает незначительную часть площади ленты. Получают ли ожог только под проволокой или также под прилегающими к ней участками стекловолокна - не указано. В последнем случае ожог под проволокой и стекловолокном будет отличаться. Вплетение проволоки в ленту делает нагревание кожи животного неравномерным даже в проекции проволоки. В изобретении не указано, как для каждого животного определяют площадь ожога и процент его площади от площади поверхности тела животного.

2) Известен способ экспериментального моделирования термического ожога у лабораторных животных (крыс и мышей), в ходе которого за сутки до моделирования ожога на боковой поверхности тела животного осуществляли депиляцию участков кожи (4×4 см²) путем выбривания шерсти безопасной бритвой. Для удобства выбривания под кожу вводили 5-10 мл 0,9% раствора NaCl - кожа при этом растягивалась и повреждений при бритье не возникало. При нанесении ожогов пустую стеклянную пробирку с внутренним диаметром 22 мм (площадь сечения 4 см²) и длиной 20-25 см заполняли горячей водой. Помещали пробирку вертикально в кипящую (100°C) воду на 2/3 высоты, прогревали в течение 1 мин, затем через край заполняли водой на 2/3 высоты и в вертикальном положении приводили в плотный контакт с оголенным участком кожи животного на 10 сек. Образующиеся в результате воздействия ожоги III степени имели округлую форму, дно ран было ярко-красным, местами с коричневым оттенком. Края представляли собой слегка нависающие кусочки мягких тканей красно-коричневого цвета. Вокруг раны отмечалась зона гиперемии шириной 0,5-0,8 см, небольшое количество пузырей. На дне визуализировались межреберные мышцы, у ряда крыс местами были видны ребра (Влияние препарата ионизированного серебра на репаративную регенерацию кожи и подлежащих тканей при моделировании термических и химических ожогов у крыс / Н.С. Пономарь, Ю.С. Макляков, Д.П. Хлопонин, А.О. Ревякин // Биомедицина. - 2012. - №1. - С. 143-148).

Поскольку способ контактный, он требует тщательной депиляции.

В данном способе указаны площадь внутреннего сечения пробирки - 4 см² (т.е. 400 мм²) и исходная площадь нанесенного ожога в разных группах крыс: 34,2±0,9 мм²; 33,7±0,8 мм²; 39,1±3,1 мм²; 38,7±2,8 мм². Причина различия в площади сечения пробирки и в площади термического ожога, вероятно, заключается в том, что дно пробирки было округлым. В этом случае трудно говорить о стандартности термического ожога. Прижатие пробирки к поверхности кожи животного с разной силы, наклон пробирки при контакте с кожей приводят к получению разной площади ожога.

3) Известен способ экспериментального моделирования ожоговой травмы у лабораторных животных, в котором в качестве термического агента используют сухой воздух с температурой 500°C. Воздействуют в течение 4 сек. У животных моделируют ожог площадью 15-20% поверхности тела. Способ снижает тяжесть ожоговой травмы за счет сохранения жизнеспособности скелетных мышц (патент РФ 2210118. Способ моделирования ожоговой травмы в эксперименте у животных / Моновцов И. А., Лазаренко В. А., Блинков Ю.Ю., Лазарев Е.В.; 08.10.01).

Способ осуществляют следующим образом. У экспериментального животного (мышь) в день нанесения ожога предварительно удаляется шерсть в области спины на участке площадью 3,5×6 см², в пределах которого планируется нанести ожог площадью 3×5 см². Под ингаляционным эфирным или фторотановым наркозом мышь фиксируется в станке за четыре конечности. Поток горячего воздуха создается электрофеном BOSCH GHG 650 LCE с регулятором температуры и подается через окно размером 3×5 см², вырезанное в асбестовой пластине, которая защищает поверхность кожи животного, не предназначенную для нанесения ожога. Расстояние от поверхности кожи до сопла электрофена составляет 1 см. Температура нагревания воздуха, равная 500°C, экспозиция 4 сек подобраны экспериментально. Контроль глубины поражения осуществляется гистологически в день забоя животного. Полученная гистологическая картина позволяет отнести ожог к IIIa степени с участками IIIб степени, который у мышей заживает самостоятельно посредством краевой и спонтанной эпителизации.

В данном способе поверхность кожи, не предназначенную для нанесения термического ожога, защищали асбестовой пластиной, в которой было вырезано окно размером 3×5 см². Эксперименты проводили на мышах, ожог наносили на спину животного. Лабораторная мышь является мелким животным. При нанесении ожога описанным способом позвоночный столб животного должен выдаваться выпуклостью в просвет окна в асбестовой пластинке. Поскольку способ не предполагает измерение реальной площади термического ожога, а ориентировочным его размером является площадь окна в асбестовой пластинке, это должно привести к существенным погрешностям в оценке реальной площади ожога. Кроме того, асбестовая пластинка, по-видимому, ничем не прижималась к телу животного, что создавало щели под ней, куда мог проникнуть горячий воздух, увеличив, таким образом, реальную площадь ожога.

Данным способом наносили мышам термический ожог площадью 15-20% от площади поверхности тела. Летальность животных составила 20% в первые трое суток после эксперимента. Возможно, что нанесение ожога с такой высокой летальностью приемлемо для изучения ожоговой болезни, но является недостатком для изучения противоожоговых лекарственных средств.

4) Известен способ экспериментального моделирования термического ожога у лабораторных животных с помощью световода лазера.

У белой лабораторной крысы под двухкомпонентным наркозом в межлопаточном пространстве спины сбривается шерсть, кожа обрабатывается спиртом. К коже подводят насадку - медную пластинку площадью 400 мм² и толщиной 1 мм. Через торец световода лазера («Лазермед 10 01») контактно воздействуют на нее излучением длиной волны 1064 нм в постоянном режиме, мощностью на торце световода 7,8-8,2 Вт. Под контролем тепловизора пластинка нагревается до 220°C, после чего выдерживается на коже еще в течение 2-х секунд. В результате создается ожоговая рана последовательно всех слоев кожи до подкожной клетчатки (ожог IIIб степени). Площадь ожога соответствует площади медной пластинки. Способ позволяет стандартизировать эксперимент, четко соблюдать заданные критерии площади и глубины ожога (патент РФ 2472232. Способ моделирования термической ожоговой раны кожи у лабораторных животных / Колсанов А.В., Алипов В.В., Лебедев М.С., Добрейкин Е.А., Лимарева Л.В.; 24.03.11).

Хотя в способе используется электромагнитное излучение, он является контактным и требует тщательной депиляции. Как было указано выше, даже коротко остриженная шерсть резко препятствует прогреванию тканей при действии термического агента, что препятствует получению стандартных термических ожогов. С помощью медной пластинки, которая используется в способе, можно нанести ожог только на плоские участки тела животного. Применяемое в способе оборудование (лазер и тепловизор) характеризуется высокой стоимостью. Ввиду того что стекло не пропускает ИК лучи, линзы для объектива тепловизора необходимо делать из специальных и дорогих материалов.

Раскрытие изобретения

Способ экспериментального моделирования стандартного термического ожога у лабораторных животных включает использование в качестве термического агента электромагнитного излучения и контроль температуры в зоне ожога. В качестве источника электромагнитного излучения и устройства, позволяющего контролировать температуру непосредственно на коже в зоне ожога, используют инфракрасную (ИК) паяльную станцию, оснащенную внешней термопарой. Исходя из цели моделирования термического ожога задают необходимую площадь и степень (глубину) ожога, которую определяют, основываясь на морфологических исследованиях препаратов кожи экспериментальных животных. Находят параметры режима для нанесения термического ожога запланированной степени и площади: расстояние от кожи животного, на котором следует расположить ИК нагреватель ИК паяльной станции; мощность свечения ИК лампы; температуру на коже животного, которую следует создать ИК нагревателем и измерять с помощью внешней термопары; длительность облучения; причем площадь ожога измеряют с помощью устройства, содержащего снабженный рукояткой каркас с неподвижно закрепленным в нем стеклом, на нижнюю поверхность которого, обращаемую при измерении к коже, методом лазерной гравировки нанесена измерительная сетка с квадратными ячейками определенной площади, а стекло закреплено в каркасе таким образом, что нижняя его поверхность отстоит от нижнего края каркаса на расстояние, исключающее при наложении устройства на кожу контакт нижней поверхности стекла с ожоговой раной, после чего, используя найденные параметры режима нанесения ожога, наносят экспериментальным животным стандартный термический ожог заданной площади и степени.

В качестве инфракрасной паяльной станции может быть использована инфракрасная паяльная станция марки YaXunYX865D (Китай), имеющая внешнюю термопару К-типа для контроля температуры в зоне нагревания; создающая температуру в зоне нагрева в диапазоне от 50°C до 450°C; мощность свечения ИК лампы в диапазоне от 0 Вт до 120 Вт, позволяющую менять величину облучаемой площади.

Для нанесения стандартных термических ожогов заданной площади 3,14 см² и заданной II-IIIа степени на плоском (почти плоском) участке тела экспериментальных животных (крыс) с помощью ИК паяльной станции марки YaXunYX865D используют следующий режим: расстояние ИК нагревателя от кожи животного 15 мм, температура на коже в зоне нагревания - 60°C, длительность нагревания - 23 сек, мощность - 100 Вт.

Каркас устройства для измерения площади поверхностных дефектов кожи, в том числе ожоговых ран, может иметь форму цилиндра, в котором закреплено круглое стекло, или форму прямоугольного параллелепипеда, в котором закреплено прямоугольное стекло.

Стекло может быть минеральным или органическим, например, выполненным из полиметилметакрилата. Толщина стекла может составлять 2-6 мм.

Высота каркаса может составлять 10-20 мм, диаметр цилиндрического каркаса - 5-10 см. Каркас может быть выполнен из металла, дерева, но предпочтительно из прочного пластика.

Измерительная сетка, нанесенная на стекло, представляет собой круг, квадрат или прямоугольник, размеченный на квадратные ячейки со сторонами, например, 2 мм и 10 мм.

Измерительная сетка нанесена на одну из сторон стекла - нижнюю, которую обращают к поверхностному дефекту кожи при измерении его площади. Расстояние между стороной стекла, на которой нанесена измерительная сетка, и краем каркаса, накладываемого на поверхность кожи, должно обеспечить зазор между стеклом и измеряемым дефектом для исключения непосредственного контакта стекла с раной, и составляет, например, 5 мм.

Лазерная гравировки может быть нанесена на стекло с помощью различного оборудования, например с помощью твердотельного лазера МиниМаркер М 10 (производитель ООО «Лазерный центр», Россия).

Стекло может быть закреплено в каркасе, например, с помощью клея для минерального или органического стекла (в последнем случае, например, с помощью клея Cosmofen РММА, производитель: Weiss, Германия) или иным образом.

Технические результаты

Для нанесения термического ожога экспериментальным животным используется инфракрасная паяльная станция, использование которой с указанной целью не известно из уровня техники.

Способ предусматривает точное измерение температуры непосредственно на коже экспериментальных животных в зоне нанесения термического ожога. Измерение осуществляется с помощью внешней термопары, что не известно из аналогов.

Способ позволяет осуществлять нанесение стандартного ожога одной и той же площади, выраженной в абсолютных единицах (см²) и в относительных (% от общей площади поверхности тела экспериментальных животных).

Способ позволяет менять площадь и глубину ожога, т.е. степень его тяжести.

Предлагаемый способ в отличие от прототипа позволяет наносить ожоги не только на плоские участки тела экспериментальных животных, но и на участки тела, отличающиеся от плоских.

Предлагаемый способ не требует тщательной депиляции агрессивными химическими веществами.

Способ позволяет измерять площадь ожога. После отработки параметров режима, обеспечивающих получение заданной площади, способ дает возможность наносить ожоги стандартной площади.

Для измерения площади ожога в способе использовано созданное авторами устройство, не известное из уровня техники.

Перечень фигур иллюстративного материала

Фиг. 1. Выстригание шерсти на участке тела животного, на который будет наноситься ожог. 1. - машинка для стрижки шерсти животных Pet clipper Codos СР-9580, 2 - экспериментальный столик.

Фиг. 2. Оборудование для нанесения термических ожогов. 2 - экспериментальный столик, 3 - инфракрасная паяльная станция YaXun YX 865D, 4 - регулятор мощности лампы, 5 - регулятор установки температуры, 6 - термопара К-типа, 7 - инфракрасный нагреватель, 8 - индикатор температуры, установленной и фактической, 9 - штатив.

Фиг. 3. Нанесение термического ожога с помощью ИК нагревателя под контролем термопары К-типа. 2 - экспериментальный столик, 6 - термопара К-типа ИК паяльной станции, 7 - ИК нагреватель.

Фиг. 4. Панель управления ИК паяльной станции YaXun YX 865D. 4 - регулятор мощности лампы, 5 - регулятор установки температуры, 6 - термопара К-типа, 8 - индикатор температуры, установленной и фактической.

Фиг. 5. Термический ожог II степени (поз. 10).

Фиг. 6. Общий вид устройства для измерения площади поверхностных дефектов кожи. 11 - стекло с нанесенной лазерной разметкой, 12 - измерительная сетка, 13 - квадратные ячейки со стороной 10 мм, 14 - квадратные ячейки со стороной 2 мм, 15 - каркас с рукояткой.

Фиг. 7. Измерение площади ожога с помощью устройства для измерения площади поверхностных дефектов кожи. 16 - устройство для измерения площади поверхностных дефектов кожи.

Осуществление изобретения

Перед осуществлением изобретения исходя из цели моделирования термического ожога устанавливают, какова должна быть степень и площадь ожога. Площадь ожога может быть установлена (в пределах возможности паяльной станции) в абсолютных величинах (квадратных сантиметрах или в виде диаметра ожога, если он будет иметь форму круга), или в виде относительной величины (процент от общей поверхности тела экспериментального животного). Относительная величина ожога легко может быть переведена в абсолютную путем определения веса животного и вычисления по весу согласно нижеприведенной формуле площади поверхности тела животного. Заданный процент площади ожога от общей поверхности тела пересчитывают в см² для каждого животного.

Формула Мееубнера для вычисления площади поверхности тела по весу (массе) животного:

где W - масса животного в граммах, S - поверхность тела в квадратных сантиметрах (Кочетыгов Н.И. Ожоговая болезнь. - Л.: Медицина, 1973 г.).

Отрабатывают параметры режима для получения термического ожога заданной степени и площади: расстояние от инфракрасного нагревателя паяльной станции до участка поверхности кожи животного, куда планируется нанесение ожога; температуру, мощность свечения ИК лампы и длительность облучения.

Можно воспользоваться литературными данными о связи между температурой на коже, создаваемой инфракрасным излучением, и глубиной поражения кожи или найти такую температуру экспериментально. Инфракрасные паяльные станции обычно имеют термопару, которая показывает реальную температуру в зоне ее установки. Будучи зафиксированной на коже животного термопара показывает точную температуру непосредственно на коже в зоне облучения.

Из литературных данных известно, в частности, что при использовании инфракрасного излучения температура в зоне нагревания, равная 60°C, является достаточной для получения термического ожога II-IIIа степени.

Меняя длительность нагревания и исследуя морфологически кожу в зоне термического ожога, находят длительность нагревания, обеспечивающую получение ожога заданной степени.

Получение необходимой площади ожога отрабатывают, меняя мощность свечения ИК лампы или помещая ИК нагреватель на разное расстояние от поверхности нагрева. Измеряя каждый раз площадь ожога, создаваемую излучением, находят искомую мощность или расстояние, обеспечивающие получение заданной площади ожога. На этом этапе вместо лабораторных животных можно использовать подходящий подсобный материал, на котором инфракрасное излучение создает видимое пятно (например, банановую кожуру), которому придают форму, близкую к форме того участка тела животного, на который будет нанесен ожог.

Площадь облучения определяют с помощью устройства для измерения площади поверхностных дефектов кожи. Оно содержит снабженный рукояткой каркас с неподвижно закрепленным в нем стеклом, на нижнюю поверхность которого, обращаемую при измерении к коже, методом лазерной гравировки нанесена измерительная сетка с квадратными ячейками определенной площади, причем стекло закреплено в каркасе таким образом, что нижняя его поверхность отстоит от нижнего края каркаса на расстояние, исключающее при наложении устройства на кожу контакт нижней поверхности стекла с дефектом на коже. Каркас может иметь форму цилиндра (фиг. 6, поз. 15, фиг. 7), в котором закреплено круглое стекло (фиг. 6, поз. 11, фиг. 7), или форму прямоугольного параллелепипеда, в котором закреплено прямоугольное стекло. Стекло может быть минеральным или органическим, например, выполненным из полиметилметакрилата. Толщина стекла может составлять 2-6 мм. Измерительная сетка представляет собой круг (фиг. 6 поз. 12), квадрат или прямоугольник, размеченный на квадратные ячейки со сторонами, например, 2 мм и 10 мм (фиг. 6 поз. 13, 14). Высота цилиндрического каркаса или каркаса, выполненного в форме прямоугольного параллелепипеда, может составлять 10-20 мм. Диаметр цилиндрического каркаса составляет, например, 5-10 см. Каркас может быть выполнен из металла, дерева, но предпочтительно - из прочного пластика. Расстояние между стороной стекла, на которой нанесена измерительная сетка, и краем каркаса составляет, например, 5 мм. Лазерная гравировки может быть нанесена на стекло с помощью различного оборудования, например с помощью твердотельного лазера МиниМаркер М 10 (производитель ООО «Лазерный центр», Россия). Стекло может быть закреплено в каркасе, например, с помощью клея для минерального или органического стекла (в последнем случае, например, с помощью клея Cosmofen РММА, производитель: Weiss, Германия) или иным образом

На примере инфракрасной паяльной станции марки YaXunYX865D (Китай) покажем, как были отработаны параметры режима для получения стандартного термического (имеющего одинаковую степень и абсолютную величину площади) ожога, пригодного для исследования противоожоговых лекарственных средств.

Эксперименты проводили на крысах линии Вистар.

В соответствии с целью моделирования термического ожога (изучение терапевтического эффекта лекарственных средств) было принято, что тяжесть ожога должна соответствовать II и IIIа степени (подлежащей консервативному лечению), а площадь ожога составлять не более 1% от общей площади поверхности тела животного. Ожоги нужно было нанести на наружную поверхность бедра животных, близкую к плоской, ожог на которой инфракрасным излучением паяльной станции, падающим на нее перпендикулярно, имеет форму круга. Поэтому необходимая площадь ожога была задана диаметром круга - 20 мм (314 мм²).

Минимальный вес крыс в группе составил 237 г, максимальный - 340 г, средний вес крыс в группе составил 285,2±5,1 г. Минимальная площадь поверхности тела животных в группе составила 436,59 см², максимальная - 555,34 см², средняя - 493,94 см².

Площадь термического ожога, наносимого в эксперименте (314 мм²), составила 0,72% от минимальной площади поверхности тела крыс в группе, 0,56% - от максимальной площади поверхности тела крыс в группе, и 0,64% - от средней площади поверхности тела крыс в группе.

На первом (предварительном) этапе эксперимента отрабатывали параметры режима нанесения термического ожога с изучением тяжести поражения кожи и подлежащих тканей (степени ожога) в зоне нагревания. На втором этапе эксперимента на основе отработанных параметров режима моделировали стандартный термический ожог.

Накануне нанесения термического ожога на наружной поверхности бедра животных под севорановым наркозом выбривали шерсть с помощью машинки для стрижки шерсти животных, оснащенной лезвием с титановым покрытием из нержавеющей стали и подвижным керамическим лезвием (фиг. 1). Можно использовать, например, машинку марки PetclipperCodos СР-9580 (Южная Корея) (фиг. 1, поз. 1). Затем кожу обрабатывали 70% раствором этилового спирта. Через сутки после депиляции оценивали целостность кожного покрова, и при отсутствии признаков повреждения кожи она готова к нанесению термического ожога.

Перед нанесением термического ожога животных размещали на экспериментальном столике (фиг. 2, поз. 2). Термический ожог наносили под севорановым наркозом.

ИК нагреватель ИК паяльной станции марки YaXunYX865D (фиг. 2, поз. 3) располагали на расстояние 15 мм от кожи животного: расстояние было выбрано изначально и не менялось в ходе эксперимента, чтобы уменьшить количество экспериментально подбираемых режимов. ИК нагреватель (фиг. 2, 3, поз. 7) фиксировали на штативе (фиг. 2, поз. 9), чтобы избежать прямого контакта кожи животного с ИК нагревателем, что может привести к повреждению окружающих ожог тканей и увеличить тяжесть ожоговой травмы. Излучение направлялось перпендикулярно поверхности кожи животного.

В инструкции к паяльной станции марки YaXunYX865D указано: «Данной станцией можно паять плоские элементы размером 15-35 мм», что свидетельствует о возможности нанесения ожоговых ран разной площади в указанном диапазоне.

Инфракрасная паяльная станция марки YaXunYX865D позволяет, меняя мощность свечения ИК лампы, менять площадь термического ожога. Мощность ИК нагревателя может изменяться в диапазоне от 0 Вт до 120 Вт (что соответствует показаниям регулятора мощности (фиг. 2, 4, поз. 4) в диапазоне от 1 до 7 единиц.

В зависимости от анатомической области животного, на которую наносится ожог, он может иметь форму круга, овала или иную форму.

Устанавливая регулятор мощности на различных значениях, опытным путем получают ожог в форме круга диаметром 20 мм. Регулятор мощности при этом устанавливают на значение «6», что соответствует 100 Вт.

Известно, что изменения в тканях при действии инфракрасного излучения зависят от уровня их нагревания. Известно, что нагревание тканей при температуре менее 60°C приводит к образованию влажного (колликвационного) некроза, а более высокие температуры вызывают высыхание тканей и приводят к развитию сухого (коагуляционного) некроза. Поскольку интенсивность прогревания тканей ожоговой раны при действии инфракрасного излучения на разных участках неодинакова, то эти разновидности ожогов комбинируются в различных сочетаниях с наличием переходных форм (Ожоги: (Руководство для врачей) / Под ред. Б.С. Вихриева, В.М. Бурмистрова. - 2-е издание переработанное и дополненное. - Л.: Медицина, 1986. - 272 с., ил.).

Температуру нагревания кожи животных в эксперименте устанавливали на уровне 60°C, основываясь на данных литературы, поскольку при данной температуре нагревания инфракрасное излучение проникает в ткани на глубину до 5 мм, прогревая их до 50-60°C (Ожоги: (Руководство для врачей) / Под ред. Б.С. Вихриева, В.М. Бурмистрова. - 2-е издание переработанное и дополненное. - Л.: Медицина, 1986. - 272 с., ил.).

Температура нагревания 60°C позволяет получить поверхностные термические ожоги II и IIIа степени, подлежащие консервативному лечению, что подтверждают данными морфологических исследований препаратов кожи экспериментальных животных.

У ИК станции марки YaXunYX865D температура прямо не задается регулятором температуры (он имеет деления от 1 до 7, фиг. 2, 4, поз. 5). В инструкции сказано, что данная паяльная станция может создать температуру нагревания в диапазоне от 50°C до 450°C. Не используя для этой цели лабораторных животных, а положив термопару на поверхность асбестовой пластинки на расстоянии 15 мм, нашли, что, когда регулятор установки температуры находится в положении «3», ИК нагреватель на расстоянии 15 мм от термопары создает температуру 60°C (см. индикатор температуры на фиг. 2, 4, поз. 8).

Время нагрева кожи экспериментальных животных определилось временем, необходимым для достижения в зоне нагрева температуры, равной 60°C. При моделировании термического ожога учитывают тот факт, что под влиянием севоранового наркоза температура тела крыс снижается на 0,5-1°C (гипотермия перераспределения) и составляет 37°C (норма - 38°C) (Сесслер Д. Температурный контроль во время операции / Д. Сесслер // Актуальные проблемы анестезиологии и реаниматологии. Освежающий курс лекций / Под ред. Э.В. Недашковского. - Архангельск: Тромсе, 1997. - 298 с.).

На теле животных в зоне нагрева закрепляют с помощью теплопроводной пасты КПТ-8 термопару К-типа (фиг. 2, 3, 4 поз. 6). После установления на панели ИК паяльной станции температуры нагревания 60°C и мощности свечения ИК лампы 100 Вт проводят нагревание кожи животных от исходной температуры тела 37°C до заданной температуры 60°C, что фиксируется термопарой. Установив регулятор температуры в положение 3 (60°) ограничивают температуру в зоне нагрева, выше которой она подниматься не будет. Индикатор температуры (фиг. 2, 4 поз. 8) на панели ИК станции вначале показывает заданную температуру 60°C, а через 5 сек - реальную температуру на коже животного.

Нагревание тканей в зоне нагрева от 37°C до 60°C происходит на протяжении 23 секунд. По достижении 60°C на 23-й секунде нагревание прекращают путем выключения паяльной станции, т.к. результаты морфологических исследований препаратов кожи экспериментальных животных показали, что нагревание в данном режиме обеспечивает получение ожога II-IIIа степени.

Как выше уже указывалось, ожог может иметь разную форму. Если форма ожога отлична от круга, то для измерения его площади при отработке параметров режима, обеспечивающих заданную площадь, используют устройство для определения площади поверхностных дефектов кожи.

Измерение площади полученного ожога осуществляют следующим образом. После стерилизации одним из холодных способов (обработка этиловым спиртом, или кварцевание в камере) устройство прикладывают к коже вокруг ожога (фиг. 6, 7, поз. 16). Сторону стекла с нанесенной измерительной сеткой обращают в сторону ожога, чтобы перманентный маркер не попадал на линии сетки. Устройство плотно прижимают к кожному покрову за пределами ожога, удерживая его за рукоятку. Между стеклом и измеряемым дефектом кожи остается зазор.

С помощью перманентного маркера по верхней поверхности стекла, на которой отсутствует измерительная сетка, отмечают контуры ожога перманентным маркером, устойчивым к воздействию раневого отделяемого и стираемым спиртосодержащими жидкостями (фиг. 7, поз. 16). С помощью ячеек разметки рассчитывают площадь ожога, результаты измерений заносятся карту эксперимента.

Если термический ожог имеет площадь, превышающую несколько квадратных сантиметров, то вначале подсчитывают количество целых ячеек размером 10×10 мм², полностью расположенных внутри контура кожного дефекта, умножают их число на 25, получая количество целых ячеек размером 2×2 мм², расположенных внутри целых ячеек размером 10×10 мм². Затем в неполных ячейках размером 10×10 мм² (неполной называется ячейка, часть которой расположена внутри контура ожога, а часть - вне его) подсчитывают количество полных ячеек размером 2×2 мм² и суммируют его с полученным выше количеством полных ячеек размером 2×2 мм². Затем подсчитывают количество неполных ячеек размером 2×2 мм².

Для измерения площади ожога используют формулу, предложенную Божиновой Ф.Я (Физика. 7 класс: Учебник / Ф.Я. Божинова, Н.М. Кирюхин, Е.А. Кирюхина. - X.: Издательство «Ранок», 2007. - 192 с.: ил.)

где n - количество полных ячеек размером 2×2 мм²; k - количество неполных ячеек размером 2×2 мм²; С - площадь одной ячейки размером 2×2 мм².

Все результаты измерений и вычислений (вес животных, значение площади тела, значение площади ожога), параметры режима нанесения каждого конкретного ожога, результаты оценки степени тяжести ожогов заносили в карты эксперимента. После получения поверхностного термического ожога заданной II (фиг. 5 поз. 10) и IIIа степени диаметром 20 мм и площадью что 314 мм² отработанные параметры режима были использованы для получения стандартного термического ожога на группе животных для изучения противоожоговых лекарственных средств.

Для отработки параметров режима было использовано 5 крыс, каждой из которых наносили 2 ожога (на левое и правое бедро).

1. Способ экспериментального моделирования стандартного термического ожога у лабораторных животных, включающий использование в качестве термического агента электромагнитного излучения и контроль температуры в зоне ожога, отличающийся тем, что в качестве источника электромагнитного излучения и устройства, позволяющего контролировать температуру непосредственно на коже в зоне ожога, используют инфракрасную (ИК) паяльную станцию, оснащенную внешней термопарой; исходя из цели моделирования термического ожога, задают необходимую площадь и степень ожога, определяемую с помощью морфологических исследований препаратов кожи экспериментальных животных; находят параметры режима для нанесения ожога запланированной степени и площади: расстояние от кожи животного, на котором следует расположить ИК нагреватель ИК паяльной станции; мощность свечения ИК лампы; температуру на коже животного, которую следует создать ИК нагревателем и измерять с помощью внешней термопары; длительность облучения; причем площадь ожога измеряют с помощью устройства, содержащего снабженный рукояткой каркас с неподвижно закрепленным в нем стеклом, на нижнюю поверхность которого, обращаемую при измерении к коже, методом лазерной гравировки нанесена измерительная сетка с квадратными ячейками определенной площади, а стекло закреплено в каркасе таким образом, что нижняя его поверхность отстоит от нижнего края каркаса на расстояние, исключающее при наложении устройства на кожу контакт нижней поверхности стекла с ожоговой раной; после чего, используя найденные параметры режима, наносят экспериментальным животным стандартный ожог заданной площади и степени.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инфракрасной паяльной станции используют ИК паяльную станцию марки YaXunYX865D, создающую температуру в диапазоне от 50°C до 450°C; мощность свечения ИК лампы в диапазоне от 0 Вт до 120 Вт, позволяющую менять величину облучаемой площади; имеющую внешнюю термопару К-типа для контроля температуры в зоне нагревания.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что для нанесения стандартных ожогов заданной площади 3,14 см и заданной степени II-IIIa на плоском (почти плоском) участке тела экспериментальных животных (крыс) используют следующий режим: расстояние ИК нагревателя от кожи животного - 15 мм, температура на коже в зоне нагрева - 60°C, длительность нагревания - 23 сек, мощность - 100 Вт.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каркас устройства для измерения площади ожога имеет форму цилиндра, в котором закреплено круглое стекло.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каркас устройства для измерения площади ожога имеет форму прямоугольного параллелепипеда, в котором закреплено прямоугольное стекло.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стекло может быть органическим или минеральным.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измерительная сетка представляет собой круг, квадрат или прямоугольник, размеченный на квадратные ячейки со сторонами, например, 2 мм и 10 мм.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что высота каркаса составляет, например, 10-20 мм.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каркас выполнен из пластика.

10. Способ по п. 4, отличающийся тем, что расстояние (зазор) от поверхности стекла, на которую нанесена измерительная сетка, до наружного края каркаса, накладываемого на кожу, составляет, например, 5 мм.