本實(shí)用新型涉及一種阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome，OSAHS)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物鼠模型造模裝置，尤其適用于利用大鼠或小鼠研究阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征的基礎(chǔ)研究。

背景技術(shù)：

阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(OSAHS)發(fā)病率高、危害大，與全身多個(gè)系統(tǒng)疾病如高血壓、冠心病、糖尿病、腦卒中等均密切相關(guān)。有研究認(rèn)為，OSAHS的患者睡眠期間反復(fù)缺氧、微覺醒和睡眠剝奪是造成機(jī)體損害的重要因素，但其具體的發(fā)病機(jī)制仍不十分清楚。為此，人們不斷地研究探索各種動(dòng)物模型，以期模擬睡眠呼吸暫?；颊叩牟±砩磉^程如上氣道塌陷、間歇缺氧等，從而深入研究該病的發(fā)病機(jī)制，尋找有效的藥物及其它治療手段。在過去的20多年中，針對OSAHS的某一或某幾方面的病理生理，人們已經(jīng)開發(fā)出各種類型的OSAHS鼠模型。

1、天然阻塞性睡眠呼吸暫停動(dòng)物模型

對肥胖的新西蘭小鼠(NZO)做MRI測定，其內(nèi)臟及頸部脂肪增加，舌、軟腭及咽側(cè)壁肥厚。觀察到小鼠睡眠時(shí)吸氣氣流減低。但盡管小鼠存在氣道狹窄，但并沒有出現(xiàn)頦舌肌運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，并且睡眠期(甚至在REM期)其上氣道也保持穩(wěn)定。該模型是否會(huì)引起功能性的氣流阻塞或受限還不清楚，而且不能模擬非肥胖OSAHS。

2、經(jīng)過實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)的阻塞性睡眠呼吸暫停動(dòng)物模型

無論何種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，都無法完全表現(xiàn)與人類一致的自發(fā)性阻塞性呼吸暫停。國內(nèi)外學(xué)者發(fā)明了許多OSAHS實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型來研究人類阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征和其對心血管、代謝、心理及其他健康問題的影響。

2.1利用缺氧倉制造動(dòng)物模型

通過不同程序設(shè)定的缺氧倉，模擬OSAHS患者睡眠狀態(tài)下反復(fù)間斷性缺氧及復(fù)氧這一特點(diǎn)，以探討OSAHS的發(fā)病機(jī)制、病理生理過程以及藥物研發(fā)等。此造模方法最為常用且相對穩(wěn)定、可靠，同時(shí)對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物損傷小、簡便易行。

2.1.1間歇性缺氧模型

近些年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，間歇性缺氧倉不斷完善和改進(jìn)，已非常成熟和簡便，只要把大鼠或小鼠放入倉體內(nèi)，通過計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)低氧的濃度、低氧的時(shí)間以及循環(huán)次數(shù)等即可，已成為OSAHS動(dòng)物模型的最主要方法。將實(shí)驗(yàn)鼠置于艙中，以設(shè)定的頻率向其中交替注入低氧濃度及常氧濃度的氣體模擬間歇性缺氧，持續(xù)時(shí)間視研究需要而定。應(yīng)用間歇性缺氧倉來建立OSAHS模型，由于已通過箱體給予了干預(yù)措施，那么對放入箱體的動(dòng)物來說，對其呼吸暫停的程度和類型沒有特殊要求。

需要注意的是，由于慢性間斷性缺氧設(shè)備的客觀特點(diǎn)，在設(shè)定缺氧頻率、最低氧濃度及持續(xù)時(shí)長上各研究有所不同。這些不同有可能會(huì)出現(xiàn)病理生理過程的差異。事實(shí)上，人類OSAHS是一個(gè)多因素疾病，在低氧血癥的程度和低氧的頻率也有差異。所以，雖然慢性間斷性缺氧模型可以代表OSAHS部分病理生理過程，但必需建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、可重復(fù)的慢性間斷性缺氧模型。

2.1.2間歇性缺氧伴高CO₂模型

OSAHS患者在上氣道阻塞時(shí)，不僅有低氧，同時(shí)還伴有高碳酸血癥。因此，建立間歇缺氧伴高碳酸血癥的動(dòng)物模型更符合OSAHS的病理生理情況。間歇性缺氧伴高CO₂倉體建立與單純間歇性缺氧倉是類似的，只是多一個(gè)CO₂的接口，可連接高壓CO₂氣瓶，并通過計(jì)算機(jī)設(shè)置CO₂的濃度和進(jìn)氣量。

2.1.3根據(jù)睡眠狀態(tài)供氧模型

上述缺氧倉未考慮實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的睡眠狀態(tài)。鑒于OSAHS患者的低氧均在睡眠中發(fā)生，故有學(xué)者開發(fā)出由計(jì)算機(jī)監(jiān)測、判斷動(dòng)物的睡眠狀態(tài)，僅在睡眠期供給低氧，在微覺醒和清醒狀態(tài)下供給正常濃度氧的缺氧倉。

雖然此模型更接近臨床OSAHS患者狀態(tài)，但是此裝置對單次造模數(shù)量存在一定限制。并且造模持續(xù)時(shí)間由可穩(wěn)定存在的多導(dǎo)睡眠監(jiān)測信號來決定。所以，對于需要長期暴露于慢性間斷性缺氧環(huán)境來研究OSAHS病理改變的研究來說，單純慢性間斷性缺氧模型還是現(xiàn)有最簡單實(shí)用的造模方法。

2.2人工上氣道狹窄動(dòng)物模型

OSAHS的另一重要特點(diǎn)是上氣道塌陷阻塞和胸腔內(nèi)負(fù)壓增高。因此，對咽部組織(包括口咽和舌咽)的干預(yù)成為建立OSAHS模型的另一主要方法和選擇。

2.2.1模擬上氣道塌陷－重開放的建模方法

Almendros等人于實(shí)驗(yàn)大鼠氣管內(nèi)置入2條插管，1條管置于氣管下段，使動(dòng)物能夠自然呼吸，另一條管則置于上氣道，經(jīng)一個(gè)三通閥門分別與一個(gè)-40cmH₂O的負(fù)壓吸氣裝置和一個(gè)4cmH₂O的正壓通氣裝置相連接，同時(shí)在大鼠的鼻子上安裝一個(gè)經(jīng)電閥門與大氣相通的適形面罩，通過關(guān)閉鼻面罩閥門并打開負(fù)壓閥門使上氣道負(fù)壓塌陷，通過同時(shí)開放鼻面罩閥門和正壓閥門使上氣道重開放，從而使上氣道處于周期性塌陷－重開放模式。對上氣道壓力和鼻面罩壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并記錄氣道流量。當(dāng)氣道壓高于使氣道塌陷的壓力時(shí)(臨界壓，本實(shí)驗(yàn)為-15cmH₂O)，鼻部壓力與氣管壓力一致，顯示氣道開放；當(dāng)氣道壓低于臨界壓時(shí)，鼻部壓力并不隨氣道壓力下降，因?yàn)闅獾来藭r(shí)塌陷。但此模型不能模擬長期OSAHS病理生理改變。

2.2.2通過氣管插管接三通閥制作模型

Yu-ki Iwasaki等人對SD大鼠每天行氣管插管并在氣管插管上接三通管，通入2％的異氟烷麻醉(呼吸機(jī)：潮氣量2.5ml、呼吸頻率72次/分)。通過呼氣末關(guān)閉氣道40秒，隨后開放氣道80秒，每天20次來模擬OSAHS。在OSAHS循環(huán)后，通空氣，使大鼠從麻醉中恢復(fù)?；謴?fù)自主呼吸后拔管。此方法同時(shí)體現(xiàn)了OSAHS的慢性間斷性缺氧和胸腔內(nèi)負(fù)壓，且能持續(xù)模擬一段時(shí)間，但動(dòng)物多次插管易引起副損傷，需要操作者較高的技術(shù)及穩(wěn)定性。

睡眠呼吸紊亂的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，目前仍未建立一個(gè)可以全面模擬睡眠呼吸紊亂病理生理過程的動(dòng)物模型。從前述內(nèi)容可以看出，天然阻塞性睡眠呼吸暫停動(dòng)物模型不能模擬非肥胖OSAHS；間歇性缺氧模型僅代表OSAHS部分病理生理過程，并且設(shè)備成本高、訂貨周期長、維修困難、需要使用氧氣等較危險(xiǎn)氣體；人工上氣道狹窄動(dòng)物模型需將動(dòng)物反復(fù)麻醉、不可長時(shí)間模擬疾病狀態(tài)、手術(shù)會(huì)易引起副損傷，需要操作者較高的技術(shù)及穩(wěn)定性。因此，這些模型都有一定的局限性。

OSAHS動(dòng)物模型目前尚無公認(rèn)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，主要看制作的動(dòng)物模型與人類OSAHS疾病特征是否相符。評價(jià)重點(diǎn)主要包括：①是否有上氣道阻塞引起的睡眠呼吸暫停及低通氣；②是否在呼吸暫?；虻屯鈺r(shí)伴有低氧血癥和胸腔內(nèi)負(fù)壓；③能否觀察模型睡眠情況并分析睡眠中阻塞事件發(fā)生及腦電的變化；④是否能復(fù)制OSAHS臨床癥狀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的造模方法或其使用的裝置在操作或作用效果上均存在諸多缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種全新的阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征鼠模型造模裝置，利用該裝置對大鼠或小鼠進(jìn)行造模，能夠全面模擬阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征的病理生理過程，從而為阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征的基礎(chǔ)研究提供良好的動(dòng)物模型。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供下述技術(shù)方案：

一種阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征鼠模型造模裝置，包括鼠身容器、頭筒、開閉機(jī)構(gòu)、氣囊；

所述鼠身容器用于容納鼠身體；

所述頭筒用于容納鼠頭部，所述鼠身容器與所述頭筒連通；

所述氣囊位于所述鼠身容器與所述頭筒相連通的位置處，所述氣囊具有供鼠頭部穿過的通孔，當(dāng)所述氣囊充氣時(shí)，所述氣囊能將鼠頸部定位并隔斷所述鼠身容器與所述頭筒之間的空氣流通；

所述頭筒的一端具有通氣孔，所述開閉機(jī)構(gòu)與所述通氣孔配合，用于控制所述通氣孔的開閉。

其中，所述氣囊較佳地可以固定于所述鼠身容器的內(nèi)部且位于所述鼠身容器靠近所述頭筒的一端。所述氣囊優(yōu)選為一環(huán)形氣囊，其中間具有一可供鼠頭部穿過的通孔。所述氣囊較佳地通過一外部輸氣裝置和一通氣管實(shí)現(xiàn)氣囊的充氣和放氣，其中，所述通氣管穿過位于所述鼠身容器靠近所述頭筒的一端的通氣管孔將所述氣囊和所述外部輸氣裝置實(shí)現(xiàn)連接。

所述鼠身容器較佳地為圓筒狀；所述鼠身容器靠近所述頭筒的一端較佳地具有通氣管孔。

所述頭筒較佳地為楔形筒狀，以較好地貼合鼠的頭部。

所述頭筒內(nèi)較佳地還可安裝CO₂或O₂濃度探測裝置，以配合實(shí)驗(yàn)需要，探測頭筒內(nèi)CO₂或O₂的濃度。

所述頭筒與所述鼠身容器可以是活動(dòng)連接，也可以是一體成型連接。當(dāng)所述頭筒與所述鼠身容器活動(dòng)連接時(shí)，較佳地可以借助一連接環(huán)實(shí)現(xiàn)所述活動(dòng)連接。

所述開閉機(jī)構(gòu)較佳地為一頭筒密閉活塞頭，所述頭筒密閉活塞頭與所述通氣孔配合，當(dāng)所述頭筒密閉活塞頭與所述通氣孔貼合時(shí)，所述頭筒呈密閉狀態(tài)，當(dāng)所述頭筒密閉活塞頭與所述通氣孔分開時(shí)，所述頭筒呈通氣狀態(tài)；

所述頭筒密閉活塞頭較佳地由一控制器控制移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)所述頭筒密閉活塞頭與所述通氣孔的貼合與分開。

所述阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征鼠模型造模裝置較佳地還包括控制所述鼠身容器所處環(huán)境溫度的恒溫裝置，所述恒溫裝置優(yōu)選水槽，在裝置工作時(shí)，可以向水槽中灌入一定溫度的水，以保持鼠身容器所處環(huán)境的恒溫狀態(tài)。

所述阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征鼠模型造模裝置較佳地還包括一底座，所述底座用于安裝所述造模裝置的各部分結(jié)構(gòu)。

在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件可任意組合，即得本實(shí)用新型各較佳實(shí)例。

(三)有益效果

本實(shí)用新型取得了下述有益效果：

1、本實(shí)用新型中模擬的OSAHS狀態(tài)可涵蓋慢性間歇性缺氧和胸內(nèi)負(fù)壓增高，這是以往的造模裝置無法做到的；

2、本實(shí)用新型可隨時(shí)監(jiān)測OSAHS造模鼠血氧變化情況，反映造模的有效性；

3、本實(shí)用新型對造模用實(shí)驗(yàn)鼠無手術(shù)副損傷，不會(huì)對其造成生理極限條件下的壓迫，無需麻醉或僅鎮(zhèn)靜模擬睡眠造模、持續(xù)時(shí)間長，更有利于對OSAHS這類慢性疾病的研究；

4、本實(shí)用新型操作簡便，設(shè)備體積小，無易燃易爆等相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，成本低。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1中造模裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1中造模裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為應(yīng)用本實(shí)用新型的造模裝置設(shè)定每循環(huán)90秒造成呼吸暫停60秒的OSAHS模型的血氧變化(A)與人類OSAHS患者睡眠監(jiān)測血氧變化(B)的比較圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型提供一種阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征鼠模型造模裝置，包括鼠身容器、頭筒、開閉機(jī)構(gòu)、氣囊；

所述鼠身容器用于容納鼠身體；

所述頭筒用于容納鼠頭部，所述鼠身容器與所述頭筒連通；

所述氣囊位于所述鼠身容器與所述頭筒相連通的位置處，所述氣囊具有供鼠頭部穿過的通孔，當(dāng)所述氣囊充氣時(shí)，所述氣囊能將鼠頸部定位并隔斷所述鼠身容器與所述頭筒之間的空氣流通；

所述頭筒的一端具有通氣孔，所述開閉機(jī)構(gòu)與所述通氣孔配合，用于控制所述通氣孔的開閉。

在本實(shí)用新型一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述氣囊為一環(huán)形帶通孔的氣囊，其固定于所述鼠身容器的內(nèi)部且位于所述鼠身容器靠近所述頭筒的一端，該氣囊可供鼠頭部穿過，且在氣囊充氣時(shí)，將鼠頸部定位并隔斷所述鼠身容器與所述頭筒之間的空氣流通。所述氣囊通過一外部輸氣裝置和一通氣管實(shí)現(xiàn)氣囊的充氣和放氣，其中，所述通氣管穿過位于所述鼠身容器靠近所述頭筒的一端的通氣管孔將所述氣囊和所述外部輸氣裝置實(shí)現(xiàn)連接。

所述鼠身容器置于一水槽中，該水槽可以灌入溫水保持鼠身容器的恒溫。裝置的各部分結(jié)構(gòu)安裝于一底座上，以方便攜帶和操控。

在本實(shí)用新型的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述開閉機(jī)構(gòu)為一頭筒密閉活塞頭，所述頭筒密閉活塞頭與所述通氣孔配合，當(dāng)所述頭筒密閉活塞頭與所述通氣孔貼合時(shí)，所述頭筒呈密閉狀態(tài)，當(dāng)所述頭筒密閉活塞頭與所述通氣孔分開時(shí)，所述頭筒呈通氣狀態(tài)。所述頭筒密閉活塞頭由一控制器控制移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)所述頭筒密閉活塞頭與所述通氣孔的貼合與分開。所述控制器包括一控制面板，其通過電源線連接電源，所述控制面板上可以設(shè)定頭筒密閉活塞頭與頭筒閉合和開放的時(shí)間循環(huán)程序，可設(shè)定的時(shí)間單位包括：秒、0.1分鐘、分鐘和小時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員可以根據(jù)實(shí)際需要視情況具體選擇。

在本實(shí)用新型的再一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述鼠身容器與所述頭筒通過一連接環(huán)實(shí)現(xiàn)連接，所述鼠身容器靠近所述頭筒的一端具有卡口，通過將螺釘穿過所述卡口進(jìn)一步卡緊所述連接環(huán)，實(shí)現(xiàn)所述鼠身容器和所述頭筒的牢固連接。

下面是具體的實(shí)施例，用于更進(jìn)一步詳細(xì)地描述本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和技術(shù)效果。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征鼠模型造模裝置，包括鼠身容器3、頭筒9、連接環(huán)7、開閉機(jī)構(gòu)、氣囊4、控制器15；

所述鼠身容器3用于容納鼠身體；

所述頭筒9用于容納鼠頭部，所述鼠身容器3通過連接環(huán)7與所述頭筒9連通；所述鼠身容器3靠近所述頭筒9的一端具有卡口6，通過將螺釘穿過所述卡口6進(jìn)一步卡緊所述連接環(huán)7，實(shí)現(xiàn)所述鼠身容器3和所述頭筒9的牢固連接。

所述氣囊4位于所述鼠身容器3與所述頭筒9相連通的位置處，所述氣囊4具有供鼠頭部穿過的通孔，當(dāng)所述氣囊4充氣時(shí)，所述氣囊4能將鼠頸部定位并隔斷所述鼠身容器3與所述頭筒9之間的空氣流通；所述氣囊4通過一打氣球8和一通氣管5實(shí)現(xiàn)氣囊4的充氣和放氣，其中，所述通氣管5穿過位于所述鼠身容器3靠近所述頭筒9的一端的通氣管孔將所述氣囊4和所述打氣球8實(shí)現(xiàn)連接。

所述頭筒9的一端具有通氣孔，所述開閉機(jī)構(gòu)與所述通氣孔配合，用于控制所述通氣孔的開閉。

所述開閉機(jī)構(gòu)為一頭筒密閉活塞頭10，所述頭筒密閉活塞頭10與所述通氣孔配合，當(dāng)所述頭筒密閉活塞頭10與所述通氣孔貼合時(shí)，所述頭筒9呈密閉狀態(tài)，當(dāng)所述頭筒密閉活塞頭10與所述通氣孔分開時(shí)，所述頭筒9呈通氣狀態(tài)。所述頭筒密閉活塞頭10由一控制器15控制移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)所述頭筒密閉活塞頭10與所述通氣孔的貼合與分開。

在實(shí)際操作時(shí)，首先在控制器15的控制面板21中設(shè)定所述頭筒密閉活塞頭10密閉頭筒9和開放頭筒9的時(shí)間循環(huán)程序，時(shí)間單位包括：秒、0.1分鐘、分鐘和小時(shí)。將鼠身容器3、連接環(huán)7、氣囊4、頭筒9連接，并置于一水槽2中，然后放于底座1的鼠身容器卡槽上，將鼠至于鼠身容器3后部，鼠將自行鉆入鼠身容器3中，鼠頭進(jìn)入頭筒9，擠壓打氣球8，通過通氣管5向氣囊4注氣，將鼠頭固定于頭筒9中并與鼠身容器3空氣隔絕，前后調(diào)整頭筒9位置與鼠頭貼合。水槽2中注入適宜溫度水。通過數(shù)據(jù)線14連接控制器15與頭筒密閉活塞頭10，電源線16連接電源，電源線16帶接通電源的插頭17。打開開關(guān)19即可按照設(shè)定的循環(huán)程序，通過數(shù)據(jù)線接口13接收程序信號，完成活塞推動(dòng)軸12帶動(dòng)活塞桿11往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使頭筒密閉活塞頭10與頭筒9上的通氣口按循環(huán)程序完成關(guān)閉和開放通氣孔，完成模擬鼠反復(fù)間斷呼吸暫停的模型?？刂破?5的顯示屏20可顯示每次循環(huán)中的實(shí)時(shí)時(shí)間，通過暫停鍵18可隨時(shí)暫停循環(huán)程序。

如圖3所示，其為應(yīng)用本實(shí)用新型的造模裝置設(shè)定每循環(huán)90秒造成呼吸暫停60秒的OSAHS模型的血氧變化(A)與人類OSAHS患者睡眠監(jiān)測血氧變化(B)的比較圖。從圖中可以看出，本造模裝置可完全復(fù)制OSAHS狀態(tài)下的反復(fù)呼吸暫停引起的血氧變化。同時(shí)，通過呼吸暫停時(shí)鼠的胸腹反常運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了OSAHS狀態(tài)下反復(fù)胸內(nèi)負(fù)壓。在無創(chuàng)造模后，鼠健康狀況良好，整個(gè)過程沒有對其造成任何生理極限條件下的壓迫。

以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。