Оборудование для содержания лабораторных животных и работы с ними

Лабораторные животные содержатся в вивариях и различаются не только по видовой принадлежности, но и по тому, для каких задач их разводят.

Выделяют следующие группы животных: традиционные (конвенциональные), свободные от патогенной флоры (безмикробные), носители определенных видов микробов (гнотобионтные), инфицированные, с нормальным или измененным иммунитетом. Для каждой группы важно поддерживать свои условия содержания, чтобы избежать контаминации, заражения контрольных мышей и защиту оператора от опасных инфекций. Правильно подобранные условия содержания также обеспечивают воспроизводимость и достоверность экспериментов, проводимых на животных.

Традиционное размещение животных не требует барьерного размещения, и животные могут размещаться в клетках на стальных стеллажах без специализированной вентиляции. Для всех остальных типов лабораторных грызунов используют барьерный тип содержания. Такие системы позволяют обеспечить высокий уровень биологической безопасности для лабораторных животных и персонала. К барьерному типу относятся модульные системы MACS c принудительной индивидуальной вентиляцией клеток (Alternative Design) или вентилируемые шкафы (Noroit).

Система MACS и НЕРА фильтрация используются для содержания животных свободных от патогенной флоры. В такой системе животные находятся в клетках позитивного давления, обеспечивающих высокий уровень защиты животных. Для содержания экспериментально инфицированных особей используются те же системы MACS с НЕРА фильтрацией, но с негативным давлением в системе. Это предотвращает попадание возбудителя от инфицированной особи во внешнюю среду. Для содержания инфицированных мышей применяются специализированные клетки Flex-Aire. Лабораторные животные — носители определенных видов микробов (гнотобионты) — должны содержаться в изоляторах (Noroit), которые защищают оператора и окружающую среду от попадания патогена.

Модули с индивидуальной вентиляцией клеток при позитивном давлении предназначены для содержания иммунодефицитных линий, а при негативном давлении – для инфицированных особей. Такие системы c индивидуальной вентиляцией каждой клетки Modular Animal Caging System (MACS), позволяют увеличить плотность клеток, освободить пространство, улучшить работу и качество вивария.

На базовой раме системы MACS размещаются вертикальные модули с клетками. Модули несут вертикальные пленумы подачи и выброса воздуха, оснащенные впускными/выпускным клапанами для каждой клетки. Вертикальный модуль оснащен складывающимися кронштейнами для клеток. Стандартный модуль рассчитан на 10 клеток для мышей или 6 клеток для крыс. Так же есть модули, которые рассчитаны на 9, 8, 7, 6 и 5 клеток соответственно. Клетки в стандартной комплектации имеют кормушки, бутылочки для воды, держатели карточек. Возможно оснащение модулей автоматической подачей воды. Все виды модулей одинаковы по высоте и могут легко взаимозаменяться.

Конфигурация системы MACS определяется типом клетки, количеством модулей и размером помещения. Выделяют односторонние или двусторонние стеллажи на колесиках (мобильные), настенные односторонние или вращающиеся стеллажи.

Модули MACS адаптированы для разных типов клеток, крышки которых имеют вентиляционные клапаны:

• Ultra-Air, Gentle-Air — для вентилируемых клеток с позитивным давлением;
• Flex-Air — для клеток вентилируемых и изолированных от внешней среды с негативным давлением;
• Rat — для вентилируемых клеток для крыс с позитивным давлением.

Вентилируемые шкафы для барьерного содержания лабораторных животных могут использоваться при негативном или позитивном давлении в зависимости от исследовательских задач. Вентилируемые шкафы имеют корпус из стали с порошковым покрытием, двери из оргстекла, внутреннюю камеру из ПВХ с 4-мя полками, микропроцессорный контроль частоты воздухообмена, давления, сигнал тревоги, префильтр, НЕРА фильтры. Опции: ролики, система нагрева, внутреннее освещение, угольный фильтр для устранения запаха, дополнительный НЕРА фильтр.

Для защиты оператора и окружающей среды при содержании в лабораторных условиях инфицированных животных или в условиях контролируемой микробиологической контаминации могут использоваться боксы БАВ-«Ламинар.-С.» (Ламинарные системы). Принцип работы бокса основан на принудительном удалении опасных веществ из рабочей зоны воздушным потоком, направленным внутрь бокса через перфорацию в основании, с последующей его фильтрацией и удалением из бокса. Очистка воздуха, удаляемого из рабочей камеры, происходит через фильтры грубой очистки G4, выпускной НЕРА-фильтр Н14 и выпускной угольный фильтр, которые установлены в фильтровентиляционном модуле. Имеют осветительные лампы, два вентилятора и съемный вытяжной зонт для подключения бокса к системе активной вытяжной вентиляции.
Имеется несколько конфигураций боксов, различающихся освещением: светодиодные лампы и УФ-лампы.

Станция для обработки и чистки клеток AllerGard ES NU-607 (NuAire) — это специализированный ламинарный шкаф биологической безопасности I класса без рециркуляции, защищающий оператора от инфекционных агентов или аллергенов животных и позволяют безопасно заменять подстилку в клетках. Данная станция обеспечивает очистку воздуха, перегоняемого из рабочей зоны в лабораторию, пропуская его через 3 ступени фильтрации: префильтр, HEPA фильтр, удаляющий контаминанты с эффективностью 99,99%, и угольный фильтр. Угольный фильтр, установленный на выходе воздушного потока из HEPA фильтра, очищает воздух от неприятных запахов.

Станция с ламинарным стерильным потоком воздуха для работы с мелкими лабораторными животными AllerGard NU-620 (NuAire) поставляется в двух вариантах: для одного оператора с закрытой задней стенкой или для двух операторов Vis-à-vis. В станции создается вертикальный поток стерильного воздуха, который, падая на рабочую поверхность, обеспечивает защиту лабораторных животных. Конструкция станции обеспечивает также защиту оператора от аллергенов: пыли, шерсти, частиц подстилки животных.

Специализированные корма для поддержания особых диет позволяют моделировать условия алиментарной недостаточности или избытка тех или иных микро- и макроэлементов в пище:

• корма с преобладанием определенного источника органических элементов (белки, жиры, жирные кислоты, холестерин или углеводы);
• корма для животных находящихся в стадии активного роста, беременных или кормящих самок;
• корма с пониженным содержанием минеральных веществ (кальция, калия, натрия, магния, железа, меди, йода, цинка);
• корма с контролем содержания или ограничением поступления витаминов (витаминов А, В1 (тиамин), В3 (ниацин), В4 (холин), В5 (пантотеновая кислота), В6 (пиридоксин), B7 (биотин), B12, С (аскорбиновая кислота), К, D);
• корма с контролем содержания или ограничением поступления аминокислоты метионина;
• корма для поддержания диеты, способствующей развитию атеросклероза или кариеса.

• для кормящих животных;
• для взрослых животных;
• смеси солей с отсутствием одного из макроэлементов (кальция, калия, натрия);
• специально подобранные смеси (смеси солей AIN-76; AIN-93G; AIN-93M; Briggs Chick A или No5; Briggs N; Hawk Oser №3; Hegsted; Hubbel, Mendel and Wakeman; Jones and Foster; McCollum and Devis; Phillips and Hart; Bernhart-Tomarelli Modified, #2USP XII, USP XIV, No 4164, №4179, Sure №2);
• смеси микроэлементов.

Системы для изучения поведения животных позволяют отслеживать и дифференцировать различные виды движения, фазы сна, издаваемые животными звуки, температуру тела и других параметров.

Система позволяет неинвазивно регистрировать движения особей с помощью датчика, прикрепленного к платформе, на которой стоит клетка с животным. Система способна распознавать ряд стереотипных движений таких как: лазание (у мышей), умывание, чистка, питье, царапанье, судороги, встряхивания головой и др., а так-же отслеживать местонахождение, распределение местонахождения животного и скорость его перемещения.

Система Sonotrack позволяет снизить время эксперимента, количество животных и материальные затраты, ускорить процесс передачи данных для обработки, тем самым увеличить эффективность исследований.

Система SleepSign позволяет регистрировать и анализировать различные стадии сна и бодрствование. Доступна также опция совмещения с данными ЭЭГ и ЭМГ. Программное обеспечение работает с беспроводными (телеметрия) и проводными электроэнцефалографами и электромиографами.

Системы Implantable Telemetry используют вживленные трансмиттеры для измерения биопотенциалов (ЭЭГ, ЭКГ, ЭМГ, ЭОГ), давления и температуры. При помощи одного компьютера можно одновременно получать данные от 16 животных.

В системе Elams предусмотрено определение температуры животного с помощью подкожно имплантированного ретранслятора; введение датчика осуществляется с помощью инъецирования. Материал, из которого изготовлен датчик, препятствует его движению под кожей животного, а отсутствие необходимости в батарее позволяет увеличить продолжительность использования.

Стереотаксис — нейрохирургический метод для направленного проникновения в глубокие структуры головного мозга животных, отличающийся малой инвазивностью.

Оборудование для стереотаксиса позволяет зафиксировать голову животного в трех точках (рот, нос, уши) и обеспечить ее неподвижность с помощью специальной рамки.

Широкий ассортимент хирургического оборудования для проведения экспериментов на животных:

• ножницы различного размера и ориентации лезвий, анатомические, точные, лигатурные;
• костное долото, костные кусачки;
• скальпели и держатели;
• для скальпелей со сменными лезвиями, сменные лезвия, устройство для бесконтактного удаления лезвия с держателя;
• пинцеты широкие, узкие, с заостренным краем, с расширенным краем, изогнутые, с насечками для предотвращения скольжения пальцев или образца и гладкие;
• хирургические пинцеты (щипцы для мягких тканей);
• иглодержатели, иглы хирургические, хирургические нити;
• сосудистые зажимы, ранорасширители.

Системы анестезии специально разработаны как для единовременной, так и для продолжительной ингаляции изофлураном или севофлураном лабораторных животных, таких как мыши, крысы, хомяки, кролики, морские свинки, кошки, собаки, обезьяны и т.д. Конфигурация экспериментальных платформ дает возможность одновременной анестезии сразу нескольких животных. Для удобства работы с разными животными используются специальные разработанные маски, отдельные индукционные боксы разного размера, терморегулируемые столики, платформы для стереотаксиса и т.д.

• R540 — для мелких лабораторных животных до 7 кг, ингаляция изофлураном или севофлураном;
• R550 — для мелких лабораторных животных до 7 кг, ингаляция изофлураном или севофлураном, с возможностью одновременно подключить до 5 животных;
• Biosthesia — для мелких лабораторных животных до 7 кг, ингаляция изофлураном, адаптирована для использования с системами in vivo визуализации Newton.

Мобильные системы на штативе с колесиками:

• R520 — для мелких лабораторных животных до 7 кг, ингаляция изофлураном или севофлураном;
• R620 — для крупных лабораторных животных до 50 кг, ингаляция изофлураном или севофлураном.

Комплект анестезии для стереотаксиса — для проведения стереотаксических экспериментов.

Комплект вентилятора и анестезии. В этом случае после введения в животное анестезии оно обеспечивается дополнительным потоком кислорода для поддержания нормального уровня кислорода в тканях.

Комплекты анестезии для больших животных массой тела в пределах 50 кг (свиньи, обезьяны, собаки, кошки). Комплекты для анестезии мелких животных до 7 кг.

Комплекты для одновременной анестезии нескольких мелких животных. Возможно введение анестезии одновременно до 5 небольших животных (мышей, крыс, кошек, кроликов или других небольших животных).

Портативные модели для больших животных (до 50 кг).

Портативные модели для животных с массой до 7 кг.

Система анестезии в зависимости от экспериментальных задач и видов животных может состоять из следующих компонентов:

• расходомер кислорода (возможно исполнение для одновременной анестезии двух животных);
• испаритель изофлурана или севофлурана;
• индукционный бокс;
• система сбора отходов;
• маски для животных;
• система подачи воздуха (насос, вентилятор);
• платформа для стереотаксиса.

Система включает темную комнату оснащённую высокочувствительной CCD-камерой исследовательского типа, подогреваемый столик, мультигазовый дыхательный аппарат с маской-конусом для мышей (до 5 мышей) и системой угольных фильтров для утилизации отходов.

Преимущества системы Newton:

• широкий спектральный диапазон визуализации от 400 до 900 нм для наблюдения большинства необходимых процессов;
• изображение может быть получено нажатием всего одной кнопки;
• поле зрения достаточно большое для полноценного рассмотрения макрообъектов;
• более 40 протоколов исследований;
• высокая чувствительность биолюминисценции (1 фемтограмм);
• систему можно оснастить 6 каналами возбуждения в ИК-БИК-NIR-видимой RGB и УФ-областях благодаря светодиодным модулям Spectra;
• моторизованная платформа по осям X, Y, Z;
• подогреваемый столик для мышей (37 °C).

Четырёхступенчатый импульс с понижением напряжения обеспечивает более высокую эффективность трансфекции и более высокую степень выживаемости без использования специальных буферов.

Области применения:

• Трансфекция in vivo: мышиный/крысиный мозг, глаза, мышцы, кожу, печень, почки.
• Трансфекция in utero: мышиные/крысиные эмбрионы, кора головного мозга эмбрионов.
• Трансфекция in ovo: куриные эмбрионы, нервная трубка зародыша, органы пищеварения, зачатки конечностей.
• Трансфекция ex vivo: эксплантаты органов, срезы мозга, эмбрионы (целиком).

Для взвешивания мелких лабораторных животных можно использовать весы прецизионные с функцией взвешивания животных с точностью измерений до 0,01 г с наибольшим предельным весом от 510 до 2100 г. Для некоторых задач будут удобны весы технические с точностью измерений до 0,1 г и наибольшим предельным весом от 500 г. К весам можно приобрести чашу для взвешивания животных.

Для исследований структур мозга могут применяться матрицы Brain, RWD, которые облегчают получение гистологического среза ткани толщиной 0,5 мм или 1 мм. Матрицы изготовлены из нержавеющей стали, характеризуются высокой прочностью, их можно нагревать, охлаждать и автоклавировать. С помощью матрицы возможно изготовление корональных или сагиттальных сечений.

Для визуализации процедур, осуществляемых с животными, или мелких структур разработан настольный бинокулярный микроскоп, RWD c универсальной подставкой. Микроскоп оснащен 0,7x–4,5x объективом с 10x окуляром, диаметр поля зрения – 20 мм.