一种新型干养式兔笼架具的特点分析

2018-11-02邹岩柏梁春南赵明海李保文贺争鸣

中国比较医学杂志 2018年10期

邹岩柏，梁春南，赵明海，张潇，刘巍，李保文，贺争鸣

(中国食品药品检定研究院，北京 102629)

实验动物是生命科学研究和发展重要的基础和支撑条件, 对医学发展和人类健康具有十分重要的意义[1]。实验动物笼架具是实验动物生存的必要条件之一，与实验动物健康和福利等密切相关。结合本单位实验动物新设施的启用及实验兔生产和实验的需要，在常用实验兔笼架具的基础上作了重新的设计，开发了一款新型的实验兔笼架具，主要特点包括：①饲养空间高利用率；②清洁消毒便利性；③依据新国标设计；④储存收纳科学性；⑤工艺结构牢固性；⑥工艺细节精细化；⑦工艺材质轻量化。下面对新款实验兔笼架具的特点进行分析。

1 饲养空间高利用率

实验兔是一种个体较大，一般单笼饲养的实验动物，在限定的空间中可饲养兔数量非常有限。研究人员将一般笼架的笼位由原来3层4列12笼位优化为4层4列16笼位(图1 A：正面图，图1B：侧面图)；最高一层兔笼由上悬挂改为下悬挂，降低悬挂导轨位置便于取放兔笼，去掉顶层兔笼后的笼架高度下降，便于进出饲养间门；为了控制笼架的横向尺寸，除笼架外框架方管外，其它部位管材均选择扁平管材；为便于安全取放实验兔及兔笼，配套带安全锁止功能的踏台。

通过对笼架具重新设计，每个饲养间可饲养兔子只数由初始的288只增加到当前的352只，使单位面积的实验兔饲养量提高了18%。同时，依据国家标准GB14925-2010《实验动物环境及设施》对饲养室内进行动态检测，调整技术参数，保证各项指标符合国标要求。

2 清洁消毒便利性

对兔笼架具进行定期清洁消毒是实验兔饲养管理中必须的工作，做好笼架具清洁消毒工作才能保证实验兔的健康。实验兔排尿量大，接尿托盘很容易产生尿碱，排尿时极易将尿液排出笼具外，溅到笼架、导轨、挡板、脚轮等处形成尿碱，溅到缝隙处更加难于清洁干净。兔毛脱落后附着在笼和笼架上很难清洁。为最大程度解决传统干养兔笼具存在的清洁难题，在新型干养式兔笼架具设计上体现出以下特点：

2.1 笼架镂空设计

新型笼具的笼、托盘均为悬挂式设计，撤掉后笼架只有框架结构没有大面积的板材，减少了清洁面，清洁操作也更加方便(图2A：正面图，图2B：侧面图)。

2.2 笼架框架不锈钢氩弧焊设计

笼架框架为全不锈钢材质，接缝处全部采用氩弧焊满焊并经打磨抛光处理(图3A，图3B红框内)，接缝处平滑无缝隙不易存污物，易清洁，无论是表面擦拭消毒，还是房间熏蒸消毒，保证缝隙消毒彻底。

图1 饲养空间高利用率

图2 笼架镂空设计

2.3 笼架三面导尿板设计

在兔笼与托盘之间两侧及后面加装了三面45度斜面的导尿板(图4A红框内)，从而保证了家兔的粪尿经导尿板落入托盘内(图4B)，将粪尿污渍区域限定在一个小范围内，减少了对笼架的污染。

2.4 笼具和托盘导轨设计限位器

笼具和托盘导轨加装限位器(图5A，图5B红框内)，实现了笼具、导尿板、托盘轻松对位，提高操作的便利性。

2.5 笼架角轮遮挡片设计

在笼架下方四个边角处加装了角轮遮挡片(图6A红框内)，遮挡片外边与笼架下方边角边框齐平，内边为圆角设计，角轮移动定位后隐藏于遮挡片下，防止污物掉落在角轮上面，从而保证角轮的顺滑转动。遮挡片与笼架框架接合处为全氩弧焊满焊并经打磨抛光处理，接缝处平滑无缝隙不易存污物，易清洁。笼架四边无外露角轮，笼架与笼架紧密贴合(图6B)，既美观，也便于笼架间工作通道人行或推车均无障碍牵绊。

2.6 笼架角轮万向加锁止设计

笼架角轮后万向(图7A)、前万向加锁止设计(图7B)，便于移动笼架，同时保证了固定位置后的稳定，笼架移动到位后，将角轮调整角度至遮挡片下，完成移动工作。

2.7 兔笼三面档尿板设计

兔笼以钢丝为主要材质，降低重量、减少搬运强度，在兔笼两侧及后面加装为笼高1/3的挡尿板(图8 A：平视图，图8B：俯视图)，尿液顺挡尿板、导尿板直接流入托盘中，将粪尿污渍区域限定在最小范围。

2.8 料盒采食口折边贴合设计

在料盒采食口三面边沿处将原90度不锈钢折边改为折边(图9红框内)与侧板贴合，通过实验兔采食测试，即保证了料盒结实度，又保证了兔采食饲料时饲料不会外溢，还使料盒更加便于清洁消毒。

图3 笼架框架不锈钢氩弧焊设计

图4 笼架三面导尿板设计

图5 笼具及托盘导轨限位器设计

图6 笼架角轮遮挡片设计

图7 笼架角轮万向加锁止设计

图8 笼具三面档尿板设计

图9 料盒采食口折边贴合设计

3 依据新国标设计

实验动物福利、健康是我单位在实验动物饲养管理中考虑的首要因素，它直接影响科学研究结果的可靠性、科学性和可重复性。关爱实验动物，维护实验动物福利,也是提高公众人文素养, 促进人与自然协调发展的需要，是人类文明和进步的标志[2]。《实验动物饲养管理和使用指南》(第八版)在动物占用空间上提出：单凭地面空间来规定笼具规格是不够的。对某些动物物种来说，笼位的容积和空间安排更为重要[3]。

GB14925《实验动物环境及设施》2010版[4]对实验兔笼具空间要求<2.5 kg体重时笼底面积最小0.18 m2，高度最小0.38 m，>2.5 kg体重时笼底面积最小0.20 m2，高度最小0.40 m。我单位从满足动物福利、标准依从性以及普及性原则，将笼具内净空间设计统一设置宽×深×高分别为0.405 m×0.500 m×0.400 m，给予动物舒适空间，以用于全部年龄和体重阶段的实验兔饲养。新型笼具相比传统笼具的空间有了比较大的改进，饲养员的直观感受是体型较大的实验兔也能舒适的躺卧。

图11 笼门水瓶固定架钢条加粗设计

4 储存收纳科学性

对于较大型实验动物设施，由于物品储量和周转数量大，笼具设计能否最大限度地节约储存空间，高压灭菌设备能否尽可能高效地灭菌必需物品也是至关重要。

该新型干养式兔笼具的饲养笼空间增大，按照传统笼具成型需要较大储存空间，高压灭菌器内摆放数量将减少。笔者团队在最初设计该新型干养式兔笼具时即将节约空间作为优先考虑事项之一，并予以落实。将笼具设计成可折叠，同时充分考虑了水瓶固定架、笼门插销等突出部位(图10红框内)对笼具折叠的影响，保证了笼具折叠后尽可能的平整。

通过折叠设计，无论储存还是高压灭菌器内摆放，都达到了节约空间，同时储存摆放更多笼具的效果。

图10 笼具储存收纳科学性

5 工艺结构牢固性

兔笼架具普遍为不锈钢材质，氩弧焊焊接工艺制作，笼具结构是否牢固由不锈钢用材、结构设计、焊接工艺等因素决定。新型干养式兔笼架具工艺结构牢固性特点，从以下几个方面设计实现：

5.1 笼门水瓶固定架钢条加粗设计

饲养管理人员每天要拨动水瓶固定架卡扣更换水瓶，水瓶固定架要承重装有500 mL水的水瓶，兔饮水碰触水嘴的力量传导到水瓶固定架，如果水瓶固定架钢条过细就会造成变形，起不到固定水瓶的作用，甚至导致水瓶掉落和水瓶损坏，通过水瓶固定架钢条加粗(图11A：侧面图，图11B：正面图)避免了此类问题的发生。

5.2 笼门横向钢条外焊结构设计

兔子有时会咬拽笼门的横向钢条，除了横竖钢条接触点强化焊接外，将横向钢条放在竖向钢条外面焊接(图12A，图12B红框内)，通过竖向钢条的阻挡加强焊点的牢固性。

5.3 笼门、料盒插销片、水嘴档片加厚设计

笼门插销片、料盒插销片、水嘴档片(图13A，图13B，图13C红框内)的钢片过薄就会造成笼门锁定不牢和料盒固定不牢易脱落，以及水嘴挡片变形、水嘴不易插入固定的问题，将钢片加厚则能避免上述问题的出现。

5.4 笼门阻挡器设计

笼门关闭后通过侧边的插销锁定，由于笼门较大，当兔子咬拽笼门插销上下的笼门边角时，笼门边角就会内倾，笼门与笼门边框形成间隙，易将兔子身体部位夹住造成损伤。在笼门上下边外侧焊接钢条(图14 A，图14B红框内)可以阻挡笼门边角受拉力内倾。

5.5 笼具底部增加笼骨条设计

笼具底部焊接钢条形成龙骨，可以对笼内底板形成支撑，增加钢条的龙骨(图15)可以对笼内底板形成更好的支撑。

6 工艺细节精细化

不锈钢兔笼架具是本单位一直在用的笼架具，新型笼架具有许多部位在工艺外观上与旧款很相似，但在工艺细节上更加注重精细化，主要体现在以下几个方面：

图12 笼门横向钢条外焊结构设计

图13 笼门、料盒插销片、水嘴档片加厚设计

图14 笼门阻挡器设计

图15 笼具底部增加笼骨条设计

6.1 料盒防掉落设计

料盒与笼门的固定主要是上插销片和下挂钩两个位置。旧款笼具在使用中经常会出现料盒掉落的情况，主要原因是：一方面，上插销片固定框与料盒上边过远(图16A红框内)、插销片较薄造成兔子咬拽料盒时插销片变形，料盒上口边从插销片中滑出；另一方面，下挂钩材质较软易变形、下挂钩与笼门料盒口下边框钢条间距稍大(图16B红框内),造成兔子咬拽料盒时挂钩与钢条脱开；第三方面，在笼门外侧的料盒下边至下边折角处长度稍短(图16C红框内)，当兔子咬拽料盒，料盒从上插销滑出和下挂钩脱开后造成笼门外侧料盒下边至下边折角处被拉入笼内，料盒倾斜、投食口位外斜、采食口位上扬，兔子无法吃到饲料，兔反复咬拽料盒后料盒掉落。针对料盒掉落原因，从三个方面进行改进，实现了防止料盒掉落的目的。

图16 料斗防掉落设计

6.2 料盒标签框设计

以往的料盒标签框焊接很短、间距很近的钢片，只能使用很小的标签纸，标签纸显示面很小,且容易从标签框中掉出。新型标签框在料盒投食口外侧面边延左、右、下三边焊接长条的钢片(图17红框内)，最大限度的增加标签纸显示面积，更大的标签纸可以填写更多的内容。标签从上向下插入标签框，保证了标签纸不易从标签框中掉出。

6.3 笼底篦漏孔标准化设计

底篦漏孔大小对于实验兔粪便穿过、兔站立舒适性十分关键。方孔过大，粪便易通过，但兔子站立会有不适感；方孔过小，粪便不易通过。经过对不同大小兔子粪便进行测量汇总，底篦方孔边长1.6～1.7 cm为宜。传统饲养笼底篦漏孔大小不一，中央大，四周小，导致了排泄粪便的堆积。新型底篦设计为中心及四边方孔尺寸一致(图18A：整体图，图18B：局部图)，通过实际使用观察，底篦边角粪便堆积问题得到解决。

图17 料盒标签框设计

图18 笼底篦漏孔标准化设计

7 工艺材质轻量化

实验兔饲养是一项体力消耗较大的工作，由于兔子个体较大，排泄粪尿较多，移动兔子或是清理托盘，工作人员都要消耗较大的体力。材质轻量化可以在一定程度上解决这个问题。托盘使用较薄的不锈钢板，通过两侧悬挂折边(图19A：红框内)和四角大折边包边氩弧焊(图19B：红框内)，加强了托盘框架结构的牢固性，工作人员在清理托盘时不易造成托盘变形，更重要的是实现了托盘轻量化，降低了劳动强度。