一种大小鼠头部植入型固定器

摘要

本发明提出了一种大小鼠头部植入型固定器，包括用于与大小鼠颅骨进行固定的固定部和用于将大小鼠与外部支架固定的支撑部，固定部为扁平条状结构，支撑部连接于固定部的中部。上述大小鼠头部植入型固定器固定于大小鼠颅骨后端，能够充分暴露大小鼠的大脑。固定部的中部设置有与大小鼠颅骨后端曲面相吻合的抛物面，增加所述大小鼠头部植入型固定器与大小鼠颅骨的接触面积，增强大小鼠头部植入型固定器植入的牢固性。固定部和支撑部上设置有若干个通孔以减轻大小鼠头部植入型固定器的质量。固定部两端的捏持部设计便于实验人员通过捏持部调整大小鼠头部的位置，使固定器与固定支架连接时的操作更加方便以及防止对大小鼠头部造成伤害。

说明书

技术领域

本发明涉及动物实验装置技术领域，尤其涉及一种大小鼠头部植入型固定器。

背景技术

21世纪是脑科学的世纪，对脑科学问题的研究不仅可以帮助我们理解记忆、决策、共情等心理学问题，也有助于自闭症、阿尔茨海默病等脑疾病的防治，还有助于人工智能、脑-机接口等技术的发展。虚拟现实技术是进行脑科学研究的重要技术之一。利用虚拟现实系统可以设计不同的行为学范式，研究不同行为学范式下的大脑活动规律。虚拟现实系统结合视觉、听觉、嗅觉、运动等多种信息刺激可以研究多个脑区联合处理复杂信息的方式和方法。目前，虚拟现实技术已广泛应用于果蝇、小鼠、大鼠、猴子等模式动物的脑科学研究。而在大量的脑科学问题研究实验中，用大小鼠作为模式生物。

利用虚拟现实技术研究脑科学问题需要把大小鼠的头部固定在虚拟现实系统的屏幕前，这有利于进一步进行双光子成像和电生理记录。需要植入方便且稳定性良好的头部植入型固定器以减少由于大小鼠运动等一系列不可避免的生理运动引起的成像平面抖动，提高双光子成像的质量；减少大小鼠的脑组织与电生理电极之间的相对运动，减少外界环境产生的运动噪声。目前，同时进行多个脑区的双光子成像和电生理记录为科学研究的重要课题。

而现有的用于固定大小鼠头部的直线型和环形头部植入型固定器使用金属钛或不锈钢制作，质量沉重，植入之后影响大小鼠的日常运动和生活状态。在训练或者实验时，固定器不方便与头部固定支架连接。且头部植入型固定器与大小鼠头部的接触面积大，需要颅钉辅助才能牢固植入，大小鼠的大脑所在区域不能够充分暴露。因而现有的大小鼠头部植入型固定器不能满足多个脑区双光子成像和电生理记录的需求。

发明内容

有鉴于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种能够充分暴露大小鼠大脑的质量轻便且稳固的大小鼠头部植入型固定器。

具体地，所述大小鼠头部植入型固定器，包括用于与大小鼠颅骨进行固定的固定部和用于将大小鼠与外部支架固定的支撑部，所述固定部为扁平条状结构，所述支撑部连接于所述固定部的中部。所述大小鼠头部植入型固定器固定于大小鼠颅骨后端，能够充分暴露大小鼠的大脑。

进一步，所述固定部的中部设置有与大小鼠颅骨后端曲面相吻合的抛物面，增加所述大小鼠头部植入型固定器与大小鼠颅骨的接触面积，增强所述大小鼠头部植入型固定器植入的牢固性。

进一步，所述固定部经过表面处理形成便于与大小鼠颅骨粘合的活化表层，有助于黏合剂将固定部与大小鼠颅骨进行固定，避免脱落现象。优选地，所述活化表层为粗糙表面层，粗糙度Ra为0.2-1.6μm。

所述固定部两端分别设有用于人手捏持的捏持部。便于实验人员通过所述捏持部调整大小鼠头部的位置，使固定器与固定支架连接时的操作更加方便，同时避免操作时被大小鼠咬伤以及防止对大小鼠头部造成伤害。

为减轻所述大小鼠头部植入型固定器的质量，所述固定部和所述支撑部上设置有若干个通孔。进一步，所述头部植入型固定器的材质为轻质合金材料。优选地，所述头部植入型固定器的材质为密度小、抗腐蚀性能良好且应用成本低铝合金。

在一些实施例中，所述捏持部通过连接件与所述固定部固定连接，所述连接件截面积小于所述固定部截面积。通过减小所述固定部与所述捏持部之间的体积进一步减轻头部植入型固定器的质量。

可选地，所述支撑部包括主体和连接部，所述主体可拆卸地连接所述连接部。所述连接部仅在实验时连接主体使大小鼠负重，在非实验时段减小所述支撑部的长度、减轻大小鼠对头部植入型固定器的负重，使头部植入型固定器的安装不影响大小鼠的生活状态。

综上所述，本发明的大小鼠头部植入型固定器采用轻质合金材料制作，质量轻且结构稳定，通孔、支撑部的主体与连接部可拆卸连接等设计进一步减轻了头部植入型固定器的质量。本发明的大小鼠头部植入型固定器固定于大小鼠颅骨后端，能够充分暴露大小鼠的大脑。固定部上的抛物面设计增加头部植入型固定器与大小鼠颅骨的接触面积，增强大小鼠头部植入型固定器植入的牢固性。进一步，对固定部表面进行处理形成便于与大小鼠颅骨粘合的活化表层，有助于黏合剂将固定部与大小鼠颅骨进行固定，避免脱落现象。固定部上的捏持部设计便于实验人员通过捏持部调整大小鼠头部的位置，使固定器与固定支架连接时的操作更加方便，同时避免操作时被大小鼠咬伤以及防止对大小鼠头部造成伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明大小鼠头部植入型固定器安装在大小鼠头部时的结构示意图；

图2为本发明大小鼠头部植入型固定器的整体结构示意图；

图3为本发明大小鼠头部植入型固定器的固定部的结构示意图；

图4为本发明大小鼠头部植入型固定器的另一结构示意图；

图5(a)为本发明大小鼠头部植入型固定器的又一结构示意图；

图5(b)为图5(a)所示的大小鼠头部植入型固定器的部分结构示意图；

图5(c)为图5(a)所示的大小鼠头部植入型固定器的另一部分的结构示意图。

附图标记：

1-固定部；11-抛物面；12-捏持部；120-通孔；2-支撑部；21-连接部；22-主体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见说明书附图1，本发明的大小鼠头部植入型固定器安装在大小鼠头部时的结构示意图。固定器能够通过固定部1与大小鼠颅骨进行固定，与大小鼠头部接触面积小且充分暴露脑区位置，利于进行多脑区的双光子实验和电生理等实验；固定部1为扁平条状结构，两端分别设有用于人手捏持的捏持部12露出大小鼠头部，便于实验人员通过捏持部12调整大小鼠头部的位置，使固定器与固定支架连接时的操作更加方便，同时避免操作时被大小鼠咬伤以及防止对大小鼠头部造成伤害。与固定部1相连的为支撑部2，向大小鼠头部后方伸出用于将大小鼠与外部支架固定，同时起到支撑大小鼠身体重量的作用。优选地，支撑部2连接于固定部1的中部，呈“T”字型，以保证头部植入型固定器的结构稳定性。

具体地，参见说明书附图2，为本发明的大小鼠头部植入型固定器的整体结构示意图。支撑部2包括设置在远离固定部1的一端与固定支架进行连接的连接部21，连接部21的具体结构根据所连接的固定支架的连接端结构进行设计。在本实施例中，固定支架的连接端为矩形，因而头部固定支架的连接部21设置为具有矩形凹槽的板块，进行连接时固定支架的连接端从矩形凹槽插入连接部21。为了减轻头部植入型固定器的质量，减轻头部植入型固定器对大小鼠造成的负担，在固定部1以及支撑部2上设置若干个通孔120。进一步，头部植入型固定器采用轻质合金材料制作，使头部植入型固定器在保证结构稳固的情况下重量轻，从而不影响大小鼠在非实验时段的生活状态。优选地，使用铝合金材料制作，铝合金密度小、抗腐蚀性能良好且应用成本低。在本实施例中，如图2所示的采用金属铝制作的具有若干个圆形通孔的大小鼠头部植入型固定器的重量为0.7g。

由于大小鼠头部体积小，因而头部轮廓所形成的弧度大，而头部植入型固定器若是平直结构则与大小鼠头部的接触面积小，安装不稳定，因而本发明的大小鼠头部植入型固定器在固定部1上设计抛物面11以增加固定器与大小鼠头部的接触面积。参见说明书附图3，为本实施例的固定部1的具体结构示意图。抛物面11设置在固定部1的中部，抛物面11与大小鼠头部接触固定，使固定部1两侧伸出大小鼠头部的长度相等避免因固定部1两侧长度不一而影响大小鼠运动的平衡性。优选地，抛物面11的弧度与大小鼠颅骨后端曲面相吻合。固定部1与大小鼠头部之间可以采用粘黏效果良好的黏合剂进行固定，在本实施例中，采用万能胶作为黏合剂。在一些实施例中，黏合剂为牙科水泥。进一步，对头部植入型固定器表面进行处理形成便于与大小鼠颅骨粘合的活化表层，能够使头部植入型固定器与大小鼠头部的粘合更加牢固。具体地，活化表层为粗糙表面层，粗糙表面可使比表面积增加，有助于黏合剂将固定部与大小鼠颅骨进行固定，避免脱落现象。粗糙度过低，增强效果不明显；粗糙度过高，会因为过于粗糙的表面不能被粘合剂很好地浸润,容易缺胶,包裹空气形成缺陷,且凹处残留的空隙减少了实际粘结接触面积,对粘结不利，因而粗糙度Ra为0.2-1.6μm。

在一些实施例中，在上述头部植入型固定器结构的基础上，通过调整头部植入型固定器的具体结构可以在保留原有的良好的使用效果的基础上进一步减轻质量。具体地，参见说明书附图4，捏持部12通过连接件与固定部1固定连接，连接件截面积小于固定部1截面积，通过减小固定部1与捏持部12之间的体积进一步减轻头部植入型固定器的质量。

在一些实施例中，参见图5(a)、5(b)和5(c)，支撑部包括可拆卸连接的主体22和连接部21。具体地，主体22与连接部21之间可以采用螺纹连接、卡扣连接等便于安装和拆卸的方式进行连接。连接部21仅在实验时连接主体使大小鼠负重，在非实验时段减小支撑部2的长度、减轻大小鼠对头部植入型固定器的负重，使头部植入型固定器的安装不影响大小鼠的生活状态。连接部21的可拆卸设计还可以使头部植入型固定器通过不同结构的连接部21与连接端结构不同的固定支架连接，使安装头部植入型固定器的大小鼠可以在不同的设备上进行实验，增强头部植入型固定器的实用性。

综上所述，本发明提供了一种大小鼠头部植入型固定器，采用轻质合金材料制作，质量轻便且结构稳固。通孔设计进一步减轻了头部植入型固定器的质量，固定部上的抛物面设计增加头部植入型固定器与大小鼠颅骨的接触面积，黏合剂的粘合使固定稳固；且固定部上的捏持部设计便于实验人员通过捏持部调整大小鼠头部的位置，使固定器与固定支架连接时的操作更加方便，同时避免操作时被大小鼠咬伤以及防止对大小鼠头部造成伤害。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，除了以上实施例以外，还可以具有不同的变形例，以上实施例的技术特征可以相互组合，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。