Устройство для измерения прочности послеоперационного рубца на разрыв в эксперименте

Полезная модель относится к медицине, а именно экспериментальной хирургии и может быть использована для определения прочности рубцовой ткани в эксперименте.

Устройство состоит из лабораторных штативов, зажимов, фрагмента биологической ткани, строп крепления, градуированных емкостей с водой или другой жидкостью известной плотности, соединительных трубок с запорным клапаном. Принцип работы заключается в определении объема жидкости, приведший к разрыву ткани и в количественно точной оценке величины силы, необходимой для разрыва биологической ткани при помощи формулы F=m*g, где m - вес груза, приведшего к разрыву ткани, g - сила земного притяжения.

Полезная модель относится к медицине, а именно экспериментальной хирургии и может быть использована для определения прочности рубцовой ткани в эксперименте.

Известно «Устройство передачи и отображения тактильной информации при эндоскопическом исследовании плотности ткани» (пат.RU 2391891 от 20.06.2010). Устройство содержит эндоскоп с датчиками плотности ткани, являющимися датчиками давления эндоскопа, выполненными в виде упругих камер, заполненных воспринимающей давление средой, и блок обработки и отображения информации в динамическом режиме, который включает дисплей отображения тактильной информации, состоящий из основания, в ячейках которого закреплены элементы отображения тактильной информации.

Недостатки - высокотехнологичное, дорогостоящее устройство.

Известен способ тензиометрии (заявка RU 2007100302 от 09.01.2007), включающий измерение прочности послеоперационного рубца путем растяжения с фиксацией его разрыва и регистрацией массы (силы), приложенной для этого, отличающийся тем, что после закрепления кожного лоскута между захватами на измерительном блоке машины разрывной для испытания пластмасс выставляют показатели силы и скорости движения нижнего захвата, удлинение образца регистрируют по положению подвижной траверсовой машины, которая жестко сцеплена с нижним захватом, усилие растяжения отображается на дисплее измерительного блока, от измерительного блока с помощью кабеля сигнал передается на ЭВМ, где происходит регистрация данных, полученных от нижнего захвата в виде графической кривой, отражающей динамику процесса деформации кожного лоскута и момент разрыва, регистрируемый машиной и изображенный на графической кривой ЭВМ в виде наивысшей точки, что совпадает с пределом текучести биологических тканей и является силой (массой), осуществляющей разрыв данного рубца.

Известен «Способ и устройство для оценки плотности и неоднородности биологической ткани» (заявка RU 2005110911 от 14.04.2005). Способ заключается в механическом воздействии контактной поверхности, содержащей множество датчиков давления, на образец и в регистрации перемещения, силы и показаний датчиков давления, отличающийся тем, что на образец биологической ткани воздействуют тактильным датчиком, регистрируют изменения во времени давлений в множестве камер тактильного датчика и суммарную силу воздействия и производят обработку записанной информации для получения объективных интегральных оценок плотности и неоднородности ткани.

Недостатки перечисленных выше устройств заключаются в сложности их изготовления, дороговизне.

Цель создания полезной модели - разработка устройства, позволяющего определить прочность послеоперационного рубца на разрыв под действием силы тяжести, обладающего достаточной точностью, технологически несложного в изготовлений за счет использования стандартного лабораторного оборудования.

Устройство (фиг.1) состоит из лабораторного штатива (1) с закрепленным на нем зажимом (3), фрагмента кожной ткани со сформировавшимся послеоперационным рубцом (4), второго зажима (5), аналогичного зажиму (3), к которому фиксируют стропы крепления (6) градуированной емкости, предназначенной для приема воды или другой жидкости известной плотности, используемой в качестве груза (7), аналогичной емкости с водой или другой жидкостью известной плотности (8), закрепленной на лабораторном штативе (2), соединительной трубки (9), снабженной запорным клапаном (10); направление действия силы тяжести показано стрелкой (11).

Устройство работает следующим образом.

С соблюдением медицинских и этических норм проводят забор ткани лабораторных животных в области сформировавшегося послеоперационного рубца, полученного путем нанесения разреза скальпелем, длиной не менее 10 миллиметров.

На штатив (1) крепят зажим (3) с помещенным в него фрагментом кожи со сформировавшимся послеоперационным рубцом (4), к которому прикрепляют второй зажим (5).

На зажим (5) при помощи строп крепления (6) устанавливают пустую градуированную емкость для приема воды или другой жидкости известной плотности (7).

На штатив (2) устанавливают градуированную емкость с водой или другой жидкостью известной плотности (8), нижняя поверхность уровня жидкости в этой емкости должна быть расположена как минимум на 15 см выше фрагмента ткани с послеоперационным рубцом (4).

Емкости (7) и (8) соединяются между собой соединительной трубкой (9) с запорным механизмом (10).

Открывают запорный механизм (10), жидкость, находящаяся в емкости (8) по закону сообщающихся сосудов, под действием силы тяжести капельно поступает в емкость (7), создавая давление на фрагмент ткани (4) и растягивая имеющийся на нем рубец.

Поступлении жидкости продолжается до полного разрыва фрагмента ткани, градуированная емкость (7) падает, запорный механизм (10) перекрывают, тем самым прекращая поступление жидкости из емкости (8) в емкость (7).

Установив, благодаря градуировке, объем жидкости перетекшей из емкости (8) в емкость (7) с точностью до 1 мл, и, таким образом, зная вес этой жидкости, по известной формуле:

F=m*g, где m - вес груза в емкости (7), g - сила земного притяжения, высчитывают нагрузку на ткань, приведшую к разрыву рубца и оценивают количественно его прочность.

В экспериментах с использованием разной высоты размещения груза, растягивающего исследуемую ткань (4), было установлено, что погрешность, формируемая действием силы земного притяжения при изменении высоты установки емкостей (7, 8) статистически незначима, ей можно принебречь.

Пример использования устройства. С использованием предложенного устройства проверена прочность рубцовой ткани кожи крыс. Рубец был получен путем иссечения участка кожного дефекта. После запуска системы разрыв произошел при наполнении принимающего цилиндра до 450 мл, по формуле для расчета силы тяжести:

F=m*g

получаем 0,45*9,8=4,41 Н

Таким образом, в данном случае прочность рубца составила 4,41 Ньютон.

При помощи устройства проведены серии экспериментальных исследований по изучению прочности характеристик послеоперационных рубцов у 72 животных, раны мягких тканей которых были подвергнуты разным методам санации, лечению обогащенной тромбоцитами аутоплазмы, обработке поляризованным светом.

Полученные с использованием устройства результаты позволили выявить разницу механической прочности и состоятельности рубцов при различных местных воздействиях раны мягких тканей.

Фиг.1. Общий вид устройства

1- лабораторный штатив для крепления зажима;

2- лабораторный штатив для крепления емкости с водой или другой жидкостью известной плотности;

3 - зажим;

4 - фрагмент кожной ткани со сформировавшимся послеоперационным рубцом;

5 - второй зажим, аналогичный зажиму (3),

6 - стропы крепления;

7 - градуированная емкость для приема воды или другой жидкостью известной плотности, используемая в качестве груза

8 - градуированная емкость с водой или другой жидкостью известной плотности, аналогичная емкости (7);

9 - соединительная трубка;

10 - запорный клапан;

11 - направление действия силы тяжести.

Устройство для измерения прочности послеоперационного рубца на разрыв в эксперименте, характеризующееся тем, что оно содержит лабораторные штативы, зажимы, фрагмент биологической ткани со сформировавшимся послеоперационным рубцом, строп крепления, градуированные емкости для приема воды или другой жидкости известной плотности, соединительную трубку для связи градуированной емкости с аналогичной емкостью с водой или другой жидкостью известной плотности.