РАЗДЕЛ 2
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Экспериментальные исследования в рамках данной работы были проведены на 480 белых нелинейных крысах-самцах массой 250-360 г, которые содержались в обычных условиях вивария. Травме подвергались ненаркотизированные крысы. Выполнение экспериментов на ненаркотизированных животных было разрешено решением Совета Донецкого государственного медицинского университета №3 от 13.04.1995 года.
Известные методы [7, 56, 80], использованные нами для моделирования шахтной производственной среды, комбинированной шахтной травмы, контузионной шахтной травмы, ожоговой шахтной травмы и токсического шахтного поражения, обеспечивают достаточно высокую степень стандартизации травмирующего воздействия.
2.1. Методика моделирования комбинированной шахтной травмы
Экспериментальное воспроизведение взрывной шахтной травмы вызывает значительные затруднения, которые связаны со сложностью создания условий, соответствующих условиям угольной шахты [56, 80]. Большинство из немногочисленных экспериментальных исследований, в которых была смоделирована комбинированная шахтная травма (КБВШТ), выполнены в экспериментальных штреках [69-71], представляющих собой громоздкие внелабораторные конструкции до 62 м длиной и около 1,8 м в диаметре, в которых одномоментно с помощью аммонита и электрической искры взрывают около 20 м куб. метановоздушной смеси (содержится в изолированном отсеке) в присутствии насыпанной угольной пыли. Из-за сообщения с внешней средой в этих конструкциях нет возможности воспроизводить полный комплекс факторов шахтного микроклимата. По соображениям техники безопасности они удалены от лабораторной базы.
Нами было использовано устройство, соответствующее этим требованиям, разработанное специально для моделирования КБВШТ в лабораторных условиях [7, 56, 80]. Это устройство состоит (Рис. 2.1.) из взрывной камеры 1, которая соединена с вытяжной трубой 2 и источником рудничного газа 3. Взрывная камера 1 содержит крышку 4 с уплотнителями 5 и пружинным механизмом прижатия крышки 4 к корпусу взрывной камеры 1. Внутренняя поверхность взрывной камеры 1 покрыта теплозащитным покрытием 6. Внутри взрывной камеры 1 расположены средства имитации шахтного микроклимата, включающие контейнер с угольной пылью 7, вентилятор 8, емкость для воды 9 с нагревателем 10, а также средства контроля параметров среды во внутреннем объеме взрывной камеры 1, включающие датчик температуры 11, датчик влажности 12 и датчик давления 13. На корпусе взрывной камеры 1 установлен инициатор взрыва 14 . Корпус взрывной камеры выполнен с двумя патрубками 15 и 16. Через патрубок 15 внутренний объем взрывной камеры 1 соединен с источником рудничного газа 3,а патрубок 16 служит для отбора проб воздуха из взрывной камеры 1. Внутри взрывной камеры 1 установлены площадки 17и 18 для размещения подопытных животных. Подопытных животных помещают в клетках 19, 20. Площадка 17 жестко соединена с корпусом взрывной камеры 1, площадка 18 соединена при помощи трубки 21 с крышкой 4. Пружинный механизм прижатия крышки 4 содержит стержень 22, соединенный с корпусом взрывной камеры 1, гайку 23, расположенную на резьбовом участке стержня 22, и пружину сжатия 24, установленную между гайкой 23 и крышкой 4. Для индикации усилия прижатия крышки 4 служит шкала 25. На площадках 17 и 18 в месте размещения подопытных животных закреплены датчики кардиоцикла 26 и 27 и датчики дыхательного цикла 28 и 29. Расположение датчиков 26,27, 28 и 29 выполнено с возможностью контактирования лапок подопытного животного с указанными датчиками. Датчики 26, 27, 28 и 29 соединены с входами согласующего устройства 30, выход которого соединен с инициатором взрыва 14.
Рис. 2.1. Схема устройства для моделирования взрывной шахтной травмы и преморбидной нагрузки.
1 - взрывная камера, 2 - вытяжная труба, 3 - источник рудничного газа, 4 - крышка, 5 - уплотнители, 6 - теплозащитное покрытие, 7 - контейнер с угольной пылью, 8 - вентилятор, 9 - емкость для воды, 10 - нагреватель, 11 - датчик температуры, 12 - датчик влажности, 13 - датчик давления, 14 - инициатор взрыва, 15 и 16 - патрубки, 17 и 18 - площадки, 19 и 20 - клетки для животных, 21 - трубка, 22 - стержень, 23 - гайка, 24 - пружина, 25 - шкала, 26, 27, 28, 29 - датчики дыхательных и кардиоциклов, 30 - согласующее устройство.
Согласующее устройство 30 выполнено с возможностью установки момента взрыва (момента срабатывания инициатора взрыва 14) в зависимости от фазы кардиоцикла или фазы дыхательного цикла. Согласующее устройство 30 может быть выполнено на основе серийных кардиографа и реографа с регулируемым блоком согласования сигнала, управляющего инициатором взрыва, с фазами кардиоцикла и дыхательного цикла.
Устройство работает следующим образом. Перед проведением эксперимента с моделированием КБВШТ в контейнер 7 насыпают мелкодисперсную угольную пыль, в емкость 9 наливают воду. На спинке крысы освобождают от шерсти определенную площадь кожи (соответствующую заданной площади ожога). На площадке 17 закрепляют устройство для выполнения животным динамической работы в виде беличьего колеса с принудительным побуждением к бегу. Внутрь этого устройства помещают подопытное животное. Закрывают крышку 4 и прижимают ее пружинным механизмом к корпусу взрывной камеры 1, вращая гайку 23. Взрывную камеру 1 соединяют с вытяжной трубой, открывают патрубок 16 и через патрубок 15 во взрывную камеру 1 попадает рудничный газ. После вытеснения первичного объема воздуха патрубок 16 частично перекрывают и устанавливают необходимое давление в камере 1. Включают вентилятор 8 и нагреватель 10. при этом происходит взмучивание угольной пыли, испарение воды из емкости 9, перемешивание и подогрев до заданного уровня компонентов газовой среды в камере 1. Датчики 11, 12 и 13 сигнализируют о давлении, влажности и температуре во внутреннем объеме камеры 1. При достижении з