一種新型干養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研究和發展重要的基礎和支撐條件, 對醫學發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。結合本單位實驗動物新設施的啟用及實驗兔生產和實驗的需要，在常用實驗兔籠架具的基礎上作了重新的設計，開發了一款新型的實驗兔籠架具，主要特點包括：①飼養空間高利用率；②清潔消毒便利性；③依據新國標設計；④儲存收納科學性；⑤工藝結構牢固性；⑥工藝細節精細化；⑦工藝材質輕量化。下面對新款實驗兔籠架具的特點進行分析。

1 飼養空間高利用率

實驗兔是一種個體較大，一般單籠飼養的實驗動物，在限定的空間中可飼養兔數量非常有限。研究人員將一般籠架的籠位由原來3層4列12籠位優化為4層4列16籠位(圖1 A：正面圖，圖1B：側面圖)；最高一層兔籠由上懸掛改為下懸掛，降低懸掛導軌位置便于取放兔籠，去掉頂層兔籠后的籠架高度下降，便于進出飼養間門；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計，每個飼養間可飼養兔子只數由初始的288只增加到當前的352只，使單位面積的實驗兔飼養量提高了18%。同時，依據國家標準GB14925-2010《實驗動物 環境及設施》 對飼養室內進行動態檢測，調整技術參數，保證各項指標符合國標要求。

2 清潔消毒便利性

對兔籠架具進行定期清潔消毒是實驗兔飼養管理中必須的工作，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，接尿托盤很容易產生尿堿，排尿時極易將尿液排出籠具外，濺到籠架、導軌、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干養兔籠具存在的清潔難題，在新型干養式兔籠架具設計上體現出以下特點：

2.1 籠架鏤空設計

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

2.2 籠架框架不銹鋼氬弧焊設計

籠架框架為全不銹鋼材質，接縫處全部采用氬弧焊滿焊并經打磨拋光處理(圖3A，圖3B紅框內)，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 飼養空間高利用率

圖2 籠架鏤空設計

2.3 籠架三面導尿板設計

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

2.4 籠具和托盤導軌設計限位器

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

2.5 籠架角輪遮擋片設計

在籠架下方四個邊角處加裝了角輪遮擋片(圖6A紅框內)，遮擋片外邊與籠架下方邊角邊框齊平，內邊為圓角設計，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動。遮擋片與籠架框架接合處為全氬弧焊滿焊并經打磨拋光處理，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計

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

2.7 兔籠三面檔尿板設計

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

2.8 料盒采食口折邊貼合設計

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)與側板貼合，通過實驗兔采食測試，即保證了料盒結實度，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計

圖4 籠架三面導尿板設計

圖5 籠具及托盤導軌限位器設計

圖6 籠架角輪遮擋片設計

圖7 籠架角輪萬向加鎖止設計

圖8 籠具三面檔尿板設計

圖9 料盒采食口折邊貼合設計

3 依據新國標設計

實驗動物福利、健康是我單位在實驗動物飼養管理中考慮的首要因素，它直接影響科學研究結果的可靠性、科學性和可重復性。關愛實驗動物，維護實驗動物福利,也是提高公眾人文素養, 促進人與自然協調發展的需要，是人類文明和進步的標志[2]。《實驗動物飼養管理和使用指南》(第八版)在動物占用空間上提出：單憑地面空間來規定籠具規格是不夠的。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 環境及設施》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、標準依從性以及普及性原則，將籠具內凈空間設計統一設置寬×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。新型籠具相比傳統籠具的空間有了比較大的改進，飼養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計

4 儲存收納科學性

對于較大型實驗動物設施，由于物品儲量和周轉數量大，籠具設計能否最大限度地節約儲存空間，高壓滅菌設備能否盡可能高效地滅菌必需物品也是至關重要。

該新型干養式兔籠具的飼養籠空間增大，按照傳統籠具成型需要較大儲存空間，高壓滅菌器內擺放數量將減少。筆者團隊在最初設計該新型干養式兔籠具時即將節約空間作為優先考慮事項之一，并予以落實。將籠具設計成可折疊，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)對籠具折疊的影響，保證了籠具折疊后盡可能的平整。

通過折疊設計，無論儲存還是高壓滅菌器內擺放，都達到了節約空間，同時儲存擺放更多籠具的效果。

圖10 籠具儲存收納科學性

5 工藝結構牢固性

兔籠架具普遍為不銹鋼材質，氬弧焊焊接工藝制作，籠具結構是否牢固由不銹鋼用材、結構設計、焊接工藝等因素決定。新型干養式兔籠架具工藝結構牢固性特點，從以下幾個方面設計實現：

5.1 籠門水瓶固定架鋼條加粗設計

飼養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到水瓶固定架，如果水瓶固定架鋼條過細就會造成變形，起不到固定水瓶的作用，甚至導致水瓶掉落和水瓶損壞，通過水瓶固定架鋼條加粗(圖11A：側面圖，圖11B：正面圖)避免了此類問題的發生。

5.2 籠門橫向鋼條外焊結構設計

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)，通過豎向鋼條的阻擋加強焊點的牢固性。

5.3 籠門、料盒插銷片、水嘴檔片加厚設計

籠門插銷片、料盒插銷片、水嘴檔片(圖13A，圖13B，圖13C紅框內)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。

5.4 籠門阻擋器設計

籠門關閉后通過側邊的插銷鎖定，由于籠門較大，當兔子咬拽籠門插銷上下的籠門邊角時，籠門邊角就會內傾，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。在籠門上下邊外側焊接鋼條(圖14 A，圖14B紅框內)可以阻擋籠門邊角受拉力內傾。

5.5 籠具底部增加籠骨條設計

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

6 工藝細節精細化

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，但在工藝細節上更加注重精細化，主要體現在以下幾個方面：

圖12 籠門橫向鋼條外焊結構設計

圖13 籠門、料盒插銷片、水嘴檔片加厚設計

圖14 籠門阻擋器設計

圖15 籠具底部增加籠骨條設計

6.1 料盒防掉落設計

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常會出現料盒掉落的情況，主要原因是：一方面，上插銷片固定框與料盒上邊過遠(圖16A紅框內)、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),造成兔子咬拽料盒時掛鉤與鋼條脫開；第三方面，在籠門外側的料盒下邊至下邊折角處長度稍短(圖16C紅框內)，當兔子咬拽料盒，料盒從上插銷滑出和下掛鉤脫開后造成籠門外側料盒下邊至下邊折角處被拉入籠內，料盒傾斜、投食口位外斜、采食口位上揚，兔子無法吃到飼料，兔反復咬拽料盒后料盒掉落。針對料盒掉落原因，從三個方面進行改進，實現了防止料盒掉落的目的。

圖16 料斗防掉落設計

6.2 料盒標簽框設計

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

6.3 籠底篦漏孔標準化設計

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。經過對不同大小兔子糞便進行測量匯總，底篦方孔邊長1.6～1.7 cm為宜。傳統飼養籠底篦漏孔大小不一，中央大，四周小，導致了排泄糞便的堆積。新型底篦設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 料盒標簽框設計

圖18 籠底篦漏孔標準化設計

7 工藝材質輕量化

實驗兔飼養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，通過兩側懸掛折邊(圖19A：紅框內)和四角大折邊包邊氬弧焊(圖19B：紅框內)，加強了托盤框架結構的牢固性，工作人員在清理托盤時不易造成托盤變形，更重要的是實現了托盤輕量化，降低了勞動強度。

圖19 工藝材質輕量化

8 小結

新型干養式兔飼養籠架的設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、減輕勞動強度等。隨著不斷實踐，籠架具的很多細節上還有待于深化設計、不斷改進，同時生產制造工藝的先進與否也決定了一些設計理念能否實現。