小动物暴露吸入染毒系统 | 毒理学、病原微生物学等多学科研究的得力助手

2022-11-16 17:55:34, 玉研仪器上海玉研科学仪器有限公司

应用背景

肺是人体呼吸系统中的重要器官，是人体与外界进行气体交换的重要场所。随着工业的发展，气候环境的变化，尤其是环境污染的日益加重。肺受到了诸多如细菌、病毒、有害气体甚至是PM2.5的影响。肺部疾病如慢性阻塞性肺病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD)、肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis)以及肺癌等疾病的发病率日渐增多。据报道，慢性阻塞性肺病是全球的第4大死亡疾病，预计到2024年将成为世界第3大死亡原因。

图片来源网络

吸入给药，是历史悠久又现代的给药方式。经肺部吸入给药方式的制剂组成和常见制剂有明显区别。经肺部吸入给药具有肺局部药物浓度高、无首过效应、药物吸收快等优点。目前，肺部吸入给药已经成为肺部疾病治疗和促进大分子药物吸收的重要手段。与口服和注射等传统用药方式相比，经肺部吸入给药方式的药物，可以直接达到病患部位。其作用相对直接，疗效快，同时降低药物对全身的毒性作用，提高安全性，有效性，符合精准医学的理念。

肺部吸入给药有如下优势：

①药物能直接达到肺部的病灶部位，具有针对性性及靶向性。

②肺部给药能避免药物在肝脏的首过效应，提高生物利用度。

③肺部给药吸收效果好，能降低给药剂量及相关的毒副作用。

④肺部酶降解和化学降解的反应较低，所以药物被破坏的程度小。

吸入药物研究的方式有全身暴露给药、经口鼻部暴露给药、经气管滴注给药、和经气管插管给药等方式。

针对国内外药企、高校和科研机构在空气污染研究以及药物研发的需求，玉研仪器推出了数款全身、口鼻暴露染毒系统，涵盖香烟染毒、气溶胶染毒、干粉染毒等产品。旨在为复杂环境空气污染物的毒性机制与健康危害以及药效评价提供理论依据。

气溶胶暴露装置

气溶胶暴露装置(aerosol inhalation exposuredevice）是可模拟产生药物、毒物等化学物质以及病毒及细菌等病原微生物气溶胶、气体或蒸汽的设备，将动物重复暴露于设定的污染或感染环境中，使动物吸入含有受试物的空气而达到定量攻毒感染。实验动物气溶胶暴露是进行毒理学、病原微生物学、医学等多学科研究的重要手段之一，气溶胶暴露装置在化学物质毒理学研究中得到快速应用发展，在病原微生物研究中受到越来越多的关注。

气溶胶暴露装置可分为全身暴露装置（whole-body inhalation exposure device)和口鼻暴露装置 (nose-only inhalation exposure device),两者各有特点。

全身暴露装置

玉研仪器全身暴露装置采用动态循环暴露染毒的设计理念，搭配气溶胶发生系统，是一种简单、高效、稳定、高性价比的实验设备。

产品展示

产品特点：

1.可模拟动物自然环境下暴露，不用麻醉固定动物，动物活动处于正常状态。

2.动物可重复暴露在设定的污染和感染环境中，产生的深层肺部感染与真实环境极为相似。

3.暴露舱内空气呈动态流动性，精密的流量控制器保证了系统提供一致可重复剂量。

4.可搭配内置饲养设备，满足动物饲养繁殖进行长期暴露。

5.舱内可同时暴露多只动物，既节省时间又减轻工作量，且一致性好，安全性高，使用方便。

6.系统具有气溶胶发生器暴露舱、负压系统、废气处理等多重防护，以防气溶胶泄露，在常规和负压环境中均可使用。

应用方向：

动物感染性实验、吸入毒理学研究、吸入免疫研究等。

全身暴露染毒系统允许实验动物自由、无约束地暴露于气溶胶环境中，与各种慢性呼吸系统疾病的正常发病过程相符合，是各种慢性或亚慢性吸入毒理学、吸入病理学等研究的最佳解决方案。

口鼻暴露装置

玉研仪器口鼻暴露装置仅对动物口鼻部进行暴露。装置暴露单元采用模块化可扩展结构，动物单独固定在固定筒中，限制筒的后部。可根据实验动物类型选择不同规格型号的固定筒。

产品特点：

1.口鼻暴露装置避免了消化道及皮肤等其他途径暴露，消除潜在眼部刺激，减少皮毛携带受试物传播的可能性。

2.气溶胶传递路径小，能迅速达到所需浓度，各动物互不干扰。

3.标准吸入塔为每只动物配备专门管嘴和回流通路以确保暴露量一致。

4.系统提供持续流动空气流，动物吸入和呼出气体完全独立流通，气流流入主要口鼻暴露腔，呼出气体随过量气体流至排出通道，可避免重复呼吸。

5.结构可拆卸，方便清洁消毒，可通过消毒试剂循环消毒和高温高压消毒，如过氧化氢溶液或干雾、2%戊二醛、10%甲醛以及二氧化氯等消毒，避免病原微生物等残留。

6.气溶胶直接传递到固定动物鼻部，避免在动物体表沉积，利于动物清洗消毒，可涂抹或喷雾酒精及次氯酸钠溶液等清洁动物。

7.动物因固定，活动受限，减少了固定区污染。

应用方向：

动物感染性实验、吸入毒理学研究、吸入给药研究等。

玉研仪器口鼻吸入式暴露系统以进口先进仪器为原型，高度还原口鼻吸入式设计原理，设计精巧、性能高效稳定，性价比高。设备专为大小鼠等啮齿类实验动物设计，原装进口雾化装置，雾化颗粒极细，气溶胶输出稳定，并可根据不同实验需求选择粉尘、液态、香薰、香烟烟雾等不同形式的气溶胶输出。独特的循环换气功能，保证药物浓度稳定、新鲜的同时，促进废气的及时排放。舒适的动物适配器，使实验动物环境更为舒适。

两种吸入暴露装置的特点比较

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两种吸入暴露装置应用的差异

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扩展系统：

此外可根据暴露的样品不同，选择不同的样品发生器，涵盖香烟染毒、气溶胶暴露、干粉暴露等。

香烟染毒系统

全自动香烟染毒系统是一款功能全面、安全有效、性价比高的香烟烟熏染毒系统，其由全自动香烟烟雾发生器、暴露染毒舱（口鼻或全身）以及香烟废气清除设备组成。

产品展示

用户能够在系统中自定义设定程序，如点烟时间、烟熏速度、香烟数量等，系统依照程序自动进行香烟装填、点燃、抽烟染毒、排除烟蒂等工作，无需额外人工干预，提高香烟染毒的效率，降低人员暴露风险。系统自带香烟废气清除设备，产生的烟雾对实验动物进行暴露染毒后，可对烟雾废气进行过滤清除，能够有效去除废气中的焦油等有害物质。

产品特点：

1.自动化程度高，无需额外人工干预：人为设定程序后，香烟烟雾发生器可以自动加载和点燃香烟，并在香烟燃尽之后自动排出烟蒂并加载下一支香烟，如此流程反复进行，直至程序设定香烟数量燃尽，所有流程无缝衔接，无需人为干预，省时省力提高实验效率，同时降低人员暴露的风险；

2.参数可调可控，满足不同染毒模式：实验人员可在参数设置界面设定点烟时间、暴露时间、点烟间隔、送风量等，自行控制香烟暴露频率密度以及一定程度上控制香烟烟雾浓度，一定程度上保证了烟熏箱内烟雾浓度的均一稳定，从而提高了实验的可重复性；

3.密闭式点烟，无烟雾外漏：香烟烟雾发生器采用全密闭式点烟舱设计，烟熏实验过程中几乎无香烟烟雾外漏，降低实验环境的污染以及人员暴露风险。密闭式点烟也一定程度上限制了氧气含量，使香烟不完全燃烧增多，提高了烟雾中CO气体的浓度（可通过提高气体流量改善）；

4.拆卸方便，易于清洗：香烟烟雾发生器点烟舱拆卸方便，内部排烟路径短，设备无死角，使设备使用后清洗流程大大简化，也提高了设备的使用寿命；

5.有效废气处理，降低二次危害：系统自带负压式香烟废气处理装置，采用有机溶剂有效过滤烟熏废气中的焦油等有害物质，过滤后能够基本消除气味，有效保障和维护实验室环境

废气清除装置

全自动香烟暴露染毒系统可以提供持续和稳定的香烟烟雾供应。可用于动物肺部疾病的造模，如大小鼠、豚鼠、兔子的吸烟模型，常用于慢性阻塞性肺病（COPD）模型、支气管炎模型的制备。动物模型建立的成功率高和实验结果的稳定性强。

同时，玉研仪器还提供半自动型香烟烟雾发生器：

半自动香烟暴露染毒系统

可根据不同实验需要，定做合适尺寸和规格的暴露箱：

上图依次为简易性亚克力动态染毒箱、简易性不锈钢染毒箱、圆形亚克力染毒箱以及分布式圆形染毒箱（进口），其中分布式圆形染毒箱通过分隔栏将动物单一隔开，并通过特殊设计保证单个分隔栏中气流均一稳定，既保证了雾化染毒的精度和可重复性，又避免了动物因聚集引起的个体药物吸入不均的现象。

可根据不同实验需要，选择不同的气溶胶发生器或干粉粉尘发生器：

气溶胶发生器粉尘粉尘发生器

香烟染毒系统、全身暴露给药系统、口鼻暴露给药系统各自针对不同的应用场景演变出了多种型号，并可根据客户的需求提供各类定制。近年来，国外特别提出了利用“专一性病变”即COPD动物模型来评价烟草毒性的指导性意见，玉研仪器香烟染毒系统已广泛地用于其发病机制和药物治疗等方面的研究。加之工业化进程的严重环境污染，尤其突出的雾霾现象等等，给人类的健康带来巨大挑战，玉研全身、口鼻暴露给药系统为包括物理性、化学性、生物性肺损伤在内的雾霾致肺损伤及其他疾病的医学干预措施提供保障。

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