一種新型干養(yǎng)式兔籠架具的特點分析

鄒巖柏，梁春南，趙明海，張 瀟，劉 巍，李保文，賀爭鳴

(中國食品藥品檢定研究院，北京 102629)

實驗動物是生命科學(xué)研究和發(fā)展重要的基礎(chǔ)和支撐條件, 對醫(yī)學(xué)發(fā)展和人類健康具有十分重要的意義[1]。實驗動物籠架具是實驗動物生存的必要條件之一，與實驗動物健康和福利等密切相關(guān)。結(jié)合本單位實驗動物新設(shè)施的啟用及實驗兔生產(chǎn)和實驗的需要，在常用實驗兔籠架具的基礎(chǔ)上作了重新的設(shè)計，開發(fā)了一款新型的實驗兔籠架具，主要特點包括：①飼養(yǎng)空間高利用率；②清潔消毒便利性；③依據(jù)新國標(biāo)設(shè)計；④儲存收納科學(xué)性；⑤工藝結(jié)構(gòu)牢固性；⑥工藝細(xì)節(jié)精細(xì)化；⑦工藝材質(zhì)輕量化。下面對新款實驗兔籠架具的特點進(jìn)行分析。

1 飼養(yǎng)空間高利用率

實驗兔是一種個體較大，一般單籠飼養(yǎng)的實驗動物，在限定的空間中可飼養(yǎng)兔數(shù)量非常有限。研究人員將一般籠架的籠位由原來3層4列12籠位優(yōu)化為4層4列16籠位(圖1 A：正面圖，圖1B：側(cè)面圖)；最高一層兔籠由上懸掛改為下懸掛，降低懸掛導(dǎo)軌位置便于取放兔籠，去掉頂層兔籠后的籠架高度下降，便于進(jìn)出飼養(yǎng)間門；為了控制籠架的橫向尺寸，除籠架外框架方管外，其它部位管材均選擇扁平管材；為便于安全取放實驗兔及兔籠，配套帶安全鎖止功能的踏臺。

通過對籠架具重新設(shè)計，每個飼養(yǎng)間可飼養(yǎng)兔子只數(shù)由初始的288只增加到當(dāng)前的352只，使單位面積的實驗兔飼養(yǎng)量提高了18%。同時，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB14925-2010《實驗動物 環(huán)境及設(shè)施》 對飼養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行動態(tài)檢測，調(diào)整技術(shù)參數(shù)，保證各項指標(biāo)符合國標(biāo)要求。

2 清潔消毒便利性

對兔籠架具進(jìn)行定期清潔消毒是實驗兔飼養(yǎng)管理中必須的工作，做好籠架具清潔消毒工作才能保證實驗兔的健康。實驗兔排尿量大，接尿托盤很容易產(chǎn)生尿堿，排尿時極易將尿液排出籠具外，濺到籠架、導(dǎo)軌、擋板、腳輪等處形成尿堿，濺到縫隙處更加難于清潔干凈。兔毛脫落后附著在籠和籠架上很難清潔。為最大程度解決傳統(tǒng)干養(yǎng)兔籠具存在的清潔難題，在新型干養(yǎng)式兔籠架具設(shè)計上體現(xiàn)出以下特點：

2.1 籠架鏤空設(shè)計

新型籠具的籠、托盤均為懸掛式設(shè)計，撤掉后籠架只有框架結(jié)構(gòu)沒有大面積的板材，減少了清潔面，清潔操作也更加方便(圖2A：正面圖，圖2B：側(cè)面圖)。

2.2 籠架框架不銹鋼氬弧焊設(shè)計

籠架框架為全不銹鋼材質(zhì)，接縫處全部采用氬弧焊滿焊并經(jīng)打磨拋光處理(圖3A，圖3B紅框內(nèi))，接縫處平滑無縫隙不易存污物，易清潔，無論是表面擦拭消毒，還是房間熏蒸消毒，保證縫隙消毒徹底。

圖1 飼養(yǎng)空間高利用率

圖2 籠架鏤空設(shè)計

2.3 籠架三面導(dǎo)尿板設(shè)計

在兔籠與托盤之間兩側(cè)及后面加裝了三面45度斜面的導(dǎo)尿板(圖4A紅框內(nèi))，從而保證了家兔的糞尿經(jīng)導(dǎo)尿板落入托盤內(nèi)(圖4B)，將糞尿污漬區(qū)域限定在一個小范圍內(nèi)，減少了對籠架的污染。

2.4 籠具和托盤導(dǎo)軌設(shè)計限位器

籠具和托盤導(dǎo)軌加裝限位器(圖5A，圖5B紅框內(nèi))，實現(xiàn)了籠具、導(dǎo)尿板、托盤輕松對位，提高操作的便利性。

2.5 籠架角輪遮擋片設(shè)計

在籠架下方四個邊角處加裝了角輪遮擋片(圖6A紅框內(nèi))，遮擋片外邊與籠架下方邊角邊框齊平，內(nèi)邊為圓角設(shè)計，角輪移動定位后隱藏于遮擋片下，防止污物掉落在角輪上面，從而保證角輪的順滑轉(zhuǎn)動。遮擋片與籠架框架接合處為全氬弧焊滿焊并經(jīng)打磨拋光處理，接縫處平滑無縫隙不易存污物，易清潔。籠架四邊無外露角輪，籠架與籠架緊密貼合(圖6B)，既美觀，也便于籠架間工作通道人行或推車均無障礙牽絆。

2.6 籠架角輪萬向加鎖止設(shè)計

籠架角輪后萬向(圖7A)、前萬向加鎖止設(shè)計(圖7B)，便于移動籠架，同時保證了固定位置后的穩(wěn)定，籠架移動到位后，將角輪調(diào)整角度至遮擋片下，完成移動工作。

2.7 兔籠三面檔尿板設(shè)計

兔籠以鋼絲為主要材質(zhì)，降低重量、減少搬運強(qiáng)度，在兔籠兩側(cè)及后面加裝為籠高1/3的擋尿板(圖8 A：平視圖，圖8B：俯視圖)，尿液順擋尿板、導(dǎo)尿板直接流入托盤中，將糞尿污漬區(qū)域限定在最小范圍。

2.8 料盒采食口折邊貼合設(shè)計

在料盒采食口三面邊沿處將原90度不銹鋼折邊改為折邊(圖9紅框內(nèi))與側(cè)板貼合，通過實驗兔采食測試，即保證了料盒結(jié)實度，又保證了兔采食飼料時飼料不會外溢，還使料盒更加便于清潔消毒。

圖3 籠架框架不銹鋼氬弧焊設(shè)計

圖4 籠架三面導(dǎo)尿板設(shè)計

圖5 籠具及托盤導(dǎo)軌限位器設(shè)計

圖6 籠架角輪遮擋片設(shè)計

圖7 籠架角輪萬向加鎖止設(shè)計

圖8 籠具三面檔尿板設(shè)計

圖9 料盒采食口折邊貼合設(shè)計

3 依據(jù)新國標(biāo)設(shè)計

實驗動物福利、健康是我單位在實驗動物飼養(yǎng)管理中考慮的首要因素，它直接影響科學(xué)研究結(jié)果的可靠性、科學(xué)性和可重復(fù)性。關(guān)愛實驗動物，維護(hù)實驗動物福利,也是提高公眾人文素養(yǎng), 促進(jìn)人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的需要，是人類文明和進(jìn)步的標(biāo)志[2]。《實驗動物飼養(yǎng)管理和使用指南》(第八版)在動物占用空間上提出：單憑地面空間來規(guī)定籠具規(guī)格是不夠的。對某些動物物種來說，籠位的容積和空間安排更為重要[3]。

GB14925《實驗動物 環(huán)境及設(shè)施》2010版[4]對實驗兔籠具空間要求<2.5 kg體重時籠底面積最小0.18 m2，高度最小0.38 m，>2.5 kg體重時籠底面積最小0.20 m2，高度最小0.40 m。我單位從滿足動物福利、標(biāo)準(zhǔn)依從性以及普及性原則，將籠具內(nèi)凈空間設(shè)計統(tǒng)一設(shè)置寬×深×高分別為0.405 m×0.500 m×0.400 m，給予動物舒適空間，以用于全部年齡和體重階段的實驗兔飼養(yǎng)。新型籠具相比傳統(tǒng)籠具的空間有了比較大的改進(jìn)，飼養(yǎng)員的直觀感受是體型較大的實驗兔也能舒適的躺臥。

圖11 籠門水瓶固定架鋼條加粗設(shè)計

4 儲存收納科學(xué)性

對于較大型實驗動物設(shè)施，由于物品儲量和周轉(zhuǎn)數(shù)量大，籠具設(shè)計能否最大限度地節(jié)約儲存空間，高壓滅菌設(shè)備能否盡可能高效地滅菌必需物品也是至關(guān)重要。

該新型干養(yǎng)式兔籠具的飼養(yǎng)籠空間增大，按照傳統(tǒng)籠具成型需要較大儲存空間，高壓滅菌器內(nèi)擺放數(shù)量將減少。筆者團(tuán)隊在最初設(shè)計該新型干養(yǎng)式兔籠具時即將節(jié)約空間作為優(yōu)先考慮事項之一，并予以落實。將籠具設(shè)計成可折疊，同時充分考慮了水瓶固定架、籠門插銷等突出部位(圖10紅框內(nèi))對籠具折疊的影響，保證了籠具折疊后盡可能的平整。

通過折疊設(shè)計，無論儲存還是高壓滅菌器內(nèi)擺放，都達(dá)到了節(jié)約空間，同時儲存擺放更多籠具的效果。

圖10 籠具儲存收納科學(xué)性

5 工藝結(jié)構(gòu)牢固性

兔籠架具普遍為不銹鋼材質(zhì)，氬弧焊焊接工藝制作，籠具結(jié)構(gòu)是否牢固由不銹鋼用材、結(jié)構(gòu)設(shè)計、焊接工藝等因素決定。新型干養(yǎng)式兔籠架具工藝結(jié)構(gòu)牢固性特點，從以下幾個方面設(shè)計實現(xiàn)：

5.1 籠門水瓶固定架鋼條加粗設(shè)計

飼養(yǎng)管理人員每天要撥動水瓶固定架卡扣更換水瓶，水瓶固定架要承重裝有500 mL水的水瓶，兔飲水碰觸水嘴的力量傳導(dǎo)到水瓶固定架，如果水瓶固定架鋼條過細(xì)就會造成變形，起不到固定水瓶的作用，甚至導(dǎo)致水瓶掉落和水瓶損壞，通過水瓶固定架鋼條加粗(圖11A：側(cè)面圖，圖11B：正面圖)避免了此類問題的發(fā)生。

5.2 籠門橫向鋼條外焊結(jié)構(gòu)設(shè)計

兔子有時會咬拽籠門的橫向鋼條，除了橫豎鋼條接觸點強(qiáng)化焊接外，將橫向鋼條放在豎向鋼條外面焊接(圖12A，圖12B紅框內(nèi))，通過豎向鋼條的阻擋加強(qiáng)焊點的牢固性。

5.3 籠門、料盒插銷片、水嘴檔片加厚設(shè)計

籠門插銷片、料盒插銷片、水嘴檔片(圖13A，圖13B，圖13C紅框內(nèi))的鋼片過薄就會造成籠門鎖定不牢和料盒固定不牢易脫落，以及水嘴擋片變形、水嘴不易插入固定的問題，將鋼片加厚則能避免上述問題的出現(xiàn)。

5.4 籠門阻擋器設(shè)計

籠門關(guān)閉后通過側(cè)邊的插銷鎖定，由于籠門較大，當(dāng)兔子咬拽籠門插銷上下的籠門邊角時，籠門邊角就會內(nèi)傾，籠門與籠門邊框形成間隙，易將兔子身體部位夾住造成損傷。在籠門上下邊外側(cè)焊接鋼條(圖14 A，圖14B紅框內(nèi))可以阻擋籠門邊角受拉力內(nèi)傾。

5.5 籠具底部增加籠骨條設(shè)計

籠具底部焊接鋼條形成龍骨，可以對籠內(nèi)底板形成支撐，增加鋼條的龍骨(圖15)可以對籠內(nèi)底板形成更好的支撐。

6 工藝細(xì)節(jié)精細(xì)化

不銹鋼兔籠架具是本單位一直在用的籠架具，新型籠架具有許多部位在工藝外觀上與舊款很相似，但在工藝細(xì)節(jié)上更加注重精細(xì)化，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

圖12 籠門橫向鋼條外焊結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖13 籠門、料盒插銷片、水嘴檔片加厚設(shè)計

圖14 籠門阻擋器設(shè)計

圖15 籠具底部增加籠骨條設(shè)計

6.1 料盒防掉落設(shè)計

料盒與籠門的固定主要是上插銷片和下掛鉤兩個位置。舊款籠具在使用中經(jīng)常會出現(xiàn)料盒掉落的情況，主要原因是：一方面，上插銷片固定框與料盒上邊過遠(yuǎn)(圖16A紅框內(nèi))、插銷片較薄造成兔子咬拽料盒時插銷片變形，料盒上口邊從插銷片中滑出；另一方面，下掛鉤材質(zhì)較軟易變形、下掛鉤與籠門料盒口下邊框鋼條間距稍大(圖16B紅框內(nèi)),造成兔子咬拽料盒時掛鉤與鋼條脫開；第三方面，在籠門外側(cè)的料盒下邊至下邊折角處長度稍短(圖16C紅框內(nèi))，當(dāng)兔子咬拽料盒，料盒從上插銷滑出和下掛鉤脫開后造成籠門外側(cè)料盒下邊至下邊折角處被拉入籠內(nèi)，料盒傾斜、投食口位外斜、采食口位上揚，兔子無法吃到飼料，兔反復(fù)咬拽料盒后料盒掉落。針對料盒掉落原因，從三個方面進(jìn)行改進(jìn)，實現(xiàn)了防止料盒掉落的目的。

圖16 料斗防掉落設(shè)計

6.2 料盒標(biāo)簽框設(shè)計

以往的料盒標(biāo)簽框焊接很短、間距很近的鋼片，只能使用很小的標(biāo)簽紙，標(biāo)簽紙顯示面很小,且容易從標(biāo)簽框中掉出。新型標(biāo)簽框在料盒投食口外側(cè)面邊延左、右、下三邊焊接長條的鋼片(圖17紅框內(nèi))，最大限度的增加標(biāo)簽紙顯示面積，更大的標(biāo)簽紙可以填寫更多的內(nèi)容。標(biāo)簽從上向下插入標(biāo)簽框，保證了標(biāo)簽紙不易從標(biāo)簽框中掉出。

6.3 籠底篦漏孔標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

底篦漏孔大小對于實驗兔糞便穿過、兔站立舒適性十分關(guān)鍵。方孔過大，糞便易通過，但兔子站立會有不適感；方孔過小，糞便不易通過。經(jīng)過對不同大小兔子糞便進(jìn)行測量匯總，底篦方孔邊長1.6～1.7 cm為宜。傳統(tǒng)飼養(yǎng)籠底篦漏孔大小不一，中央大，四周小，導(dǎo)致了排泄糞便的堆積。新型底篦設(shè)計為中心及四邊方孔尺寸一致(圖18A：整體圖，圖18B：局部圖)，通過實際使用觀察，底篦邊角糞便堆積問題得到解決。

圖17 料盒標(biāo)簽框設(shè)計

圖18 籠底篦漏孔標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

7 工藝材質(zhì)輕量化

實驗兔飼養(yǎng)是一項體力消耗較大的工作，由于兔子個體較大，排泄糞尿較多，移動兔子或是清理托盤，工作人員都要消耗較大的體力。材質(zhì)輕量化可以在一定程度上解決這個問題。托盤使用較薄的不銹鋼板，通過兩側(cè)懸掛折邊(圖19A：紅框內(nèi))和四角大折邊包邊氬弧焊(圖19B：紅框內(nèi))，加強(qiáng)了托盤框架結(jié)構(gòu)的牢固性，工作人員在清理托盤時不易造成托盤變形，更重要的是實現(xiàn)了托盤輕量化，降低了勞動強(qiáng)度。

圖19 工藝材質(zhì)輕量化

8 小結(jié)

新型干養(yǎng)式兔飼養(yǎng)籠架的設(shè)計有了很多鮮明的特點，充分考慮到實驗動物福利、便于清潔消毒、減輕勞動強(qiáng)度等。隨著不斷實踐，籠架具的很多細(xì)節(jié)上還有待于深化設(shè)計、不斷改進(jìn)，同時生產(chǎn)制造工藝的先進(jìn)與否也決定了一些設(shè)計理念能否實現(xiàn)。