Модифицированный аппарат для стереотаксической фиксации животных

УДК: 619:616-089; 619:616-7

Альбертин С.В. Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, г. Санкт-Петербург

Введение. Известно, что при оперативном лечении животных с травматическими повреждениями позвоночника важное значение имеют процедуры, связанные с точной фиксацией позвоночника в требуемом положении с учетом его естественных (лордоз, кифоз) и патологических (сколиозы) изгибов, репозицией травмированных позвонков и декомпрессией спинного мозга, проводимой с помощью вытяжения отдельных сегментов позвоночного столба [4, 5, 6, 7]. Экспериментальные исследования показали, что при отсутствии компрессионных изменений спинного мозга двигательные функции у ламинэктомированных животных, при определенных условиях их содержания, могут восстанавливаться почти в полном объеме [2, 3, 5, 8].

С целью создания дополнительных инструментальных возможностей для проведения указанных процедур мы осуществили модификацию отдельных узлов разработанного нами устройства, предназначенного для хирургической фиксации позвоночника животных [1].

Описание устройства. Модификация ранее разработанного стереотаксического аппарата (рисунок 1, 2, 3, 4) заключалась в том, что зажим тазовых костей, зажим остистого отростка и зажимы тел позвонков выполнены разъемными, состоящими из трех составных элементов: несущей каретки, зажима соответствующего назначения и сочленяющих их стержней, при этом сочленяющие стержни выполнены фигурными с возможностью осевого передвижения и поворота, а концевые части зажимов и несущих кареток снабжены проточками для установки сочленяющих стержней и винтов фиксации. Отличие предлагаемого устройства также в том, что несущие каретки устройства снабжены сквозными, соосно-расположенными цилиндрическими проточками для установки винта, оснащенного стопором и ходовыми гайками, вращение которых обеспечивает плавное перемещение кареток.

На рисунке 1 изображено модифицированное устройство в аксонометрии, где: 1 - нацеливатель электродов; 2 - продольные элементы несущей рамы устройства, служащие направляющими для передвижения поперечных элементов рамы и нацеливателя электродов; 3 - поперечные разъемные элементы рамы устройства, несущие зажимы тел позвонков, тазовых костей и остистого отростка позвонка (конструкцию разъемных элементов зажимов см. на рис. 2); 4 - опорные стойки; 5 - опорное основание; 6 - продольные планки опорного основания; 7 - поперечные планки опорного основания; 8 - лоток; 9 - боковые вырезы лотка; 10 - поджимные гайки; 11 - осевые проточки; 12 - стержни для стыковки устройства со стандартным головодержателем; 13 - винты фиксации.

Рисунок 1. Устройство стереотаксического аппарата в аксонометрии

Рисунок 2. Схема сочленения разъемных элементов зажимов позвоночника

На рисунке 2 изображена схема сочленения разъемных элементов зажимов позвоночника стереотаксического аппарата, где: 14 - каретка для передвижения поперечных элементов рамы с зажимами позвоночника; 15 - корпус зажима позвоночника; 16 - сочленяющие стержни; 17, 18, 19 - профильные элементы прижима остистого отростка позвонка, тел позвонков и тазовых костей; 20 - фигурные пазы для крепления каретки к продольным элементам рамы стереотаксического аппарата; 21 - проточки для сочленения несущих кареток с зажимами позвоночника; 22 - сквозные проточки для плавного перемещения кареток, несущих зажимы тел позвонков; 23 - винты прижима остистого отростка позвоночника и тазовых костей; 24 - винты фиксации.

На рисунке 3 изображена схема консольного крепления держателей тел позвонков, где 25 - корпус зажима тел позвонков; 26 - вилка зажима тел позвонков; 27 - продольный вырез для перемещения вилки зажима тел позвонков; 28 - консоль; 29 - винт крепления сочленяющего стержня 16; 30 - винт фиксации вилки зажима тел позвонков на консоли; 31 - проточка для установки сочленяющего стержня 16; 32 - поджимная гайка.

Рисунок 3. Схема (А, Б, В) консольного крепления держателей тел позвонков

На рисунке 4 дано схематическое изображение механизма плавного перемещения кареток, несущих зажимы тел позвонков, где: 33 - винт, расположенный в сквозных осевых проточках 22 несущих кареток; 34 - стопор; 35 - ходовые гайки кареток (стрелки показывают направление движения ходовых гаек и кареток)

Рисунок 4. Схематическое изображение механизма плавного перемещения кареток, несущих зажимы тел позвонков

Применение устройства. Туловище подопытного животного, подготовленного к фиксации, укладывается на продольные (6) и поперечные (7) планки опорного основания (5) устройства. Голова подопытного животного мягко фиксируется в плоскости рамы устройства с помощью шлема-гамака и упора для зубов, закрепляемых на металлических стержнях, установленных в проточки продольных элементов (2) устройства. Зажимами, установленными на поперечных элементах (3) несущей рамы устройства фиксируются остистый отросток грудного позвонка (17), тазовые кости (19) и тела позвонков (18), выбранных экспериментатором для исследования, или оперативного лечения соответствующего отдела спинного мозга. Фиксацию позвоночника в требуемом положении осуществляют путем передвижения несущих кареток (14) на продольных элементах (2) рамы устройства, осевым передвижением и поворотом сочленяющих фигурных стержней (16) и профильных зажимов (17, 18, 19), а также перемещением вилок зажимов тел позвонков (26) относительно несущей консоли (28). Плавное перемещение кареток (14) обеспечивается вращением ходовых гаек (35). Этот механизм регулировки особенно удобен при репозиции позвонков и осуществлении процедуры вытяжения позвоночника.

Устройство может использоваться совместно со стандартными стереотаксическими головодержателями. Выполнение зажимов разъемными (раздвижными) позволяет сочленять предлагаемый стереотаксический аппарат с головодержателями, рамы которых имеют разный размер. Продольные элементы (2) рамы устройства сочленяются с рамой используемого головодержателя с помощью стыковочных стержней (12) и винтами (13). Голова подопытного животного при этом жестко фиксируется в стандартном головодержателе, что позволяет проводить исследование требуемых отделов спинного мозга и различных структур головного мозга в единой системе стереотаксических координат.

Выводы. Преимущества модифицированного устройства:

1. Устройство обеспечивает фиксацию позвоночника в оптимальном положении в соответствии с естественными анатомическими (кифоз, лордоз), или патологическими (сколиозы) изгибами позвоночника, что обеспечивает успешное лечение и послеоперационную реабилитацию животных при травмах позвоночника. Данное преимущество достигается за счет введения новых узлов - разъемных зажимов тазовых костей, остистого отростка и тел позвонков, состоящих из несущей каретки, элемента фиксации и сочленяющих их стержней, которые выполнены фигурными с возможностью осевого передвижения и поворота.

2. Устройство позволяет осуществлять фиксацию животных различных видов и размеров без применения набора элементов фиксации, специально изготовляемых для конкретно используемого объекта исследования. Данное преимущество достигается за счет введения новых узлов - разъемных зажимов тазовых костей, остистого отростка и тел позвонков, состоящих из несущей каретки, элемента фиксации и сочленяющих их стержней.

3 Устройство позволяет эффективно осуществлять репозицию поврежденных позвонков и проводить декомпрессию спинного мозга и его проводящих путей при травмах позвоночника в результате введения необходимых степеней свободы при установке элементов фиксации. Данное преимущество достигается за счет введения новых узлов - разъемных зажимов тазовых костей, остистого отростка и тел позвонков, состоящих из несущей каретки, элемента фиксации и сочленяющих их стержней, которые выполнены фигурными с возможностью осевого передвижения и поворота.

4. Устройство обеспечивает совместное использование со стандартными головодержателями без изготовления набора зажимов соответствующих размеру рамы применяемого головодержателя. Данное преимущество достигается за счет введения новых узлов - разъемных зажимов тазовых костей, остистого отростка и тел позвонков, состоящих из несущей каретки, элемента фиксации и сочленяющих их стержней.

5. Устройство обеспечивает возможность точной регулировки положения фиксируемых позвонков и отделов позвоночника при проведении хирургических операций, а также проведение процедуры вытяжения позвоночника при лечении и реабилитации животных с травмами спинного мозга. Данное преимущество достигается за счет введения новых узлов - разъемных зажимов тазовых костей, остистого отростка и тел позвонков, состоящих из несущей каретки, элемента фиксации и сочленяющих их стержней, которые выполнены фигурными с возможностью осевого передвижения и поворота, а также за счет того, что несущие каретки снабжены сквозными, соосно-расположенными цилиндрическими проточками для установки винта, оснащенного стопором и ходовыми гайками, вращение которых обеспечивает плавное перемещение кареток.

Список литературы:

1. Альбертин С.В. Устройство для хирургической иммобилизации животных с травматическими повреждениями спинного мозга// Ветеринария Кубани. - 2017. - № 5. - с. 15-18.
2. Albertin S.V. Effect of Injury of the Cortico-and Rubro-Spinal Pathways on Operant Food-Procuring Reflexes in Cats// Neurophysiology - 46. - 2014. - No 4. - P. 352-360.
3. Dunnet S. B., Bjorklund A. Mechanisms of function of neural grafts in the adult mammalian brain// J. Exp. Biol. - 132. - 1987. - P. 265-289.
4. Kraus K.H. The pathophysiology of spinal cord injury and its clinical implications// Semin. Vet. Med. Surg. -11. - 1996. - P. 201-207.
5. Rooney G. E. et al. Rigid fixation of the spinal column improves scaffold alignment and prevents scoliosis in the transected rat spinal cord// Spine. - 33. - 2008. - No 24. - P. 914-919.
6. Sharp N.J.H., Wheeler S.J. (eds). Small animal spinal disorders (ed 2). Phladelphia. PA. Elsevier. 2005.
7. Shores A. Spinal trauma pathophysiology and management of traumatic spinal injuries// Vet. Clin. of North America (Small Animal Practice) - 22. - 1992. - P. 859-88.
8.  Windle W. F. Recollection of research in spinal cord regeneration// Exp. Neurol. - 71. - 1981. - No 1. - P. 1-5.

Резюме. Автором предложена модификация ранее разработанного аппарата для стереотаксической фиксации позвоночника животных, которая заключается в том, что зажим тазовых костей, зажим остистого отростка и зажимы тел позвонков выполнены разъемными, состоящими из трех составных элементов: несущей каретки, зажима соответствующего назначения и сочленяющих их стержней, при этом сочленяющие стержни выполнены фигурными с возможностью осевого передвижения и поворота, а концевые части зажимов и несущих кареток снабжены проточками для установки сочленяющих стержней и винтов фиксации. Конструктивная особенность аппарата заключается в том, что зажим тазовых костей, зажим остистого отростка и зажимы тел позвонков выполнены разъемными, состоящими из трех составных элементов: несущей каретки, зажима соответствующего назначения и сочленяющих их стержней, при этом сочленяющие стержни выполнены фигурными с возможностью осевого передвижения и поворота, а концевые части зажимов и несущих кареток снабжены проточками для установки сочленяющих стержней и винтов фиксации. Отличие предлагаемого устройства также в том, что несущие каретки устройства снабжены сквозными, соосно-расположенными цилиндрическими проточками для установки винта, оснащенного стопором и ходовыми гайками, вращение которых обеспечивает плавное перемещение кареток. Предложенные автором конструктивные особенности устройства позволяют управлять положением позвонков в процессе операции и стабильно удерживать их в достигнутом положении при осуществлении оперативных процедур по декомпрессии спинного мозга и стабилизации позвоночного столба у животных с травматическими повреждениями позвоночника. Выполнение зажимов разъемными (раздвижными) также дает возможность сочленять предлагаемый стереотаксический аппарат с головодержателями, рамы которых имеют различный размер, что позволяет проводить фиксацию животных разного вида и размера (крысы, кролики, кошки, собаки).

Ключевые слова: травмы позвоночника, врожденные патологии позвоночного столба, стереотаксическая фиксация животных, оперативное лечение и реабилитация, декомпрессия спинного мозга, репозиция позвонков, вытяжение позвоночника, стабилизация позвоночного столба, оперативное тестирование сенсомоторных реакций, возможность автономного и комбинированного использования со стандартными головодержателями.

Сведения об авторе: Альбертин Сергей Викторович, старший научный сотрудник Института физиологии им. И.П. Павлова РАН; 199034, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, 6; тел.: 8-963-3279686; e-mail: salber1@rambler.ru - ответственный за переписку с редакцией.

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей