Камера для экспериментальных исследований по изучению механизмов общей аэрокриотерапии.

Abstract

На протяжении более 30 лет в Институте проблем криобиологии и криомеди- цины НАН Украины (г.Харьков) (ИПКиК НАНУ) развиваются научные направления по изучению поверхностного и глубокого охлаждения биологических организмов. Проведенные в отделе криофизиологии глубокие научные экспериментальные исследования, направленные на изучение процессов терморегуляции при проведении управляемой гипотермии, позволили значительно расширить представления о внутренних регуляторных механизмах в организме при воздействии внешних охлаждающих факторах. Для предупреждения осложнений, вызванных охлаждением, были экспериментально разработаны и внедрены в лечебную практику методы поверхностного охлаждения практически без снижения температуры ядра тела или с некритичным снижением и фармакологическим обеспечением процедуры охлаждения, предупреждающим развитие патологических реакций организма. Развитие методов поверхностного охлаждения реализовано в нескольких вариациях: воздействие охлажденным воздухом или воздействие парами азота. В ИПКиК НАН Украины создана лабораторная установка – криокамера для экстремального охлаждения экспериментальных животных. Криокамера состоит из термоизолированного корпуса с рабочей камерой, в которой расположены теплообменник с заливным клапаном, клапаном и каналом отвода хладоагента и рабочий отсек с герметичной шторкой. В рабочем отсеке находятся камера с животными, датчики регистрации температуры, датчики контроля функционального состояния животных. В термоизолированном корпусе установлена шлюзовая камера с герметичной крышкой. Наличие шлюзовой камеры с герметичной крышкой дает возможность избежать значительного градиента температуры между рабочей камерой и рабочим отсеком. Температура в криокамере контролируется при помощи платиновых, метрологически аттестованных термометров. В камере предусмотрены технологические разъёмы, позволяющие подключать от животных электроды для записи к необходимому регистрирующему аппарату. Устройство криокамеры позволяет поддерживать температуру в рабочей камере от +20 до – 140°С в требуемом временном интервале и допускает ритмическое охлаждение животных с интервалом восстановления температуры в рабочей камере между сеансами не менее 1 минуты. В процессе процедуры за животными осуществляется постоянный визуальный контроль через специальное окно и компьютерную систему наблюдения. Проведение аэрокриотерапии возможно в условиях стабильно заданной температуры и возможно при изменении температуры охлажденного воздуха в камере при нахождении там экспериментальных животных в зависимости от поставленной задачи. Проведенные к настоящему времени исследования позволили получить данные, определяющие целесообразность кратности и ритмичности проведения процедур. Исследования проводились на белых крысах: интактных, при моделях патологических состояний. Отмеченные результаты предполагают возможность и целесообразность рассмотрения терапевтической значимости экстремального криовоздействия с различной кратностью.

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

For more than 30 years, the scientific directions for studying the superficial and deep cooling of biological organisms have been developing at the Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the National Academy of Sciences of Ukraine (Kharkov) (IPC&C NASU). Profound scientific researches performed at the Department of Cryophysiology aimed at investigation of the thermoregulation processes during controlled hypothermia made it possible to significantly expand the notion of internal regulatory mechanisms in the body under the influence of external cooling factors. To prevent the complications caused by cooling, the methods of superficial cooling were experimentally developed and introduced into practice, virtually without reducing the temperature of the body core with an uncritical decrease and pharmacological support of the cooling procedure, which inhibits the development of pathological responses of the organism. The development of superficial cooling methods is implemented in several variations: either exposure to a cooled air or that to nitrogen vapor. A laboratory system was created at the IPC&C of the National Academy of Sciences of Ukraine, that is a cryochamber for extreme cooling of experimental animals. The cryochamber consists of a thermally insulated shell with an operating chamber, wherein there is a heat exchanger with a flood valve, a valve and a coolant outlet channel as well as a working compartment with a sealed curtain. In the working compartment there are the camera with animals, sensors for recording temperature, sensors for monitoring the functional state of animals. In the thermally insulated shell a lock chamber with a sealed cover is installed. The presence of a lock chamber with a sealed cover makes it possible to avoid a significant temperature gradient between the working chamber and the working compartment. The temperature in the cryochamber is controlled by means of platinum, metrologically certified thermometers. The chamber has technological connectors , allowing to connect the electrodes for recording with the proper recorder. The device of the cryochamber allows the maintaining of temperature in the working chamber from +20 to – 140°C in the required time interval and allows a rhythmic cooling of the animals with an interval of temperature recovery in the working chamber between the sessions of not less than 1 minute. During the procedure, the animals are constantly monitored through a special window and a computer monitoring system. The performance of aerocryotherapy is possible under the conditions of stable temperature as well as with a change in the temperature of the cooled air in the chamber when experimental animals are there, depending on the task. The studies carried out to date have made it possible to obtain the findings, determining the expediency of the frequency and rhythm of the procedures. The investigations were carried out in white rats: intact, in models of pathological conditions. The noted results suggest the possibility and expediency of considering the therapeutic significance of extreme cryoeffect with various multiplicities.