[發明專利]一種模擬失重尾吊大鼠振動/運動訓練裝置

無效

• 申請號: 200910082711.7
• 申請日: 2009-04-29
• 公開（公告）號: CN101558991A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 孫聯文;樊瑜波;王超;謝添
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A01K15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及航天生物醫學工程研究領域，更具體地說是涉及一種能夠在模擬失重條件下對尾吊大鼠進行振動/運動訓練的裝置。

背景技術

宇航員在長時間太空飛行中會發生嚴重的失重性骨丟失，骨丟失率甚至遠遠大于婦女絕經后每年的骨丟失率(3％)，嚴重影響宇航員的正常工作和健康。所以尋找能有效對抗失重性骨丟失的措施非常迫切。

但由于空間實驗的局限性，目前這方面的研究數據主要是通過在地面模擬失重模型來獲得的。目前最常用的模型之一是美國宇航局(NASA)于上世紀七十年代中期建立并發展的大鼠尾吊模型。該模型通過尾部懸吊去除大鼠后肢負重，而前肢仍保持負重，在不影響大鼠內分泌的情況下模擬后肢失重性骨丟失效應。

而關于對抗措施，多項動物實驗的數據表明，運動訓練是一種安全有效的對抗失重性骨丟失的措施。在利用運動訓練對抗骨丟失的模型中，常用的訓練方式有跑步(Ishihara?et?al.，Effects?of?running?exercise?during?recovery?from?hindlimb?unloading?on?soleusmuscle?fibers?and?their?spinal?motoneurons?in?rats.Neuroscience?Research，2004，48：119-127.)、飛輪(J.D.Fluckey，E.E.Dupont-Verstgden，et?al.A?rat?resistanceexercise?regimen?attenuates?losses?of?musculoskeletal?mass?during?hindlimbsuspension.Acta?Physiol?Scand，2002，176：293-300.Esther?E.，Dupont-Versteegden，et?al.，Effect?of?flywheel-based?resistance?exercise?onprocesses?contributing?to?muscle?atrophy?during?unloading?in?adult?rats.J?ApplPhysiol?2006，101：202-212.)以及振動(B.S.Oxlund，G.Low-intensity，high-frequency?vibration?appears?to?prevent?the?decrease?in?strength?of?the?femurand?tibia?associated?with?ovariectomy?of?adult?rats.Science?direct?bone，2003，32：69-77.)等幾種。

但是上述幾種訓練方式多少存在缺陷。其中跑步訓練無法保證大鼠在尾吊狀態下進行，甚至是在尾吊后的恢復期進行訓練；飛輪訓練雖然是在尾吊狀態下進行但是不能保證尾吊角度，同時訓練不是僅針對后肢進行也無法負載定量；振動訓練利用的是大鼠去勢模型，訓練也是針對大鼠全身，并不適用于我們的大鼠尾吊模型。另外，所有目前的訓練方式都是采用單一的運動形式，比如單純的跑步或者單純的振動。這樣的訓練方式只能得出運動訓練是否對對抗骨丟失有效，而無法比較具體某種形式的運動對抗骨丟失更有效——這是現階段我們研究更需要關注的。

Vincent等設計出一種大鼠訓練裝置，可以使大鼠產生向心或離心收縮運動，可以等長等張等速的訓練肌肉，并且可以獲得大鼠運動時的負載。但該設計也存在系列問題，例如：需要在大鼠體內手術植入電極，采用交流電刺激會影響生物體本身電流，并且通過電刺激很難控制大鼠訓練時的負載或運動量(Vincent?J.Caiozzo，Eugene?MA，et?al.，A?newanimal?model?for?modulating?myosin?isoform?expression?by?altered?mechanicalactivity.J.Appl.Physiol.，1992，73(4)：1432-1440.)。

因此，在這一領域迫切需要提供一種能夠在保持同一尾吊角度的模擬失重狀態下，對大鼠進行多種形式、定量可控的運動訓練，同時訓練過程不對大鼠造成創傷的訓練裝置。

發明內容

為了克服目前大鼠尾吊訓練裝置中存在的大鼠尾吊角度不能保持，運動形式單一且不可以定量監測、可控，訓練前需要進行有創手術或麻醉處理等問題，本發明提供了一種能夠保持同一尾吊角度，振動與運動訓練相結合，可以進行等長與等張運動，同時實現訓練定量化和可控化的訓練裝置，用于研究探索并優化對抗失重性骨質丟失的運動方法。