[0001] 本发明属于标本制作技术领域，具体涉及一种小型啮齿动物生态学标本及其填充模型的制作方法。

[0002] 以鼠为代表的小型啮齿动物是鼠疫、流行性出血热和致病性钩端螺旋体等重大传染病的主要传播宿主，严重威胁人类生命健康并造成巨额社会经济损失。

[0003] 根据不同鼠种的生态习性不同，需采取不同的防治措施，因此，对鼠种的识别是防治工作的前提。标本是初学者识别鼠种最有效的工具，疾病预防控制中心、病媒生物防治公司、科研院校和自然博物馆中常使用鼠标本进行培训、竞赛、教学和陈列展出。

[0004] 当前，根据应用目的不同，有福尔马林浸制法、骨骼标本制作法、剥皮标本法和塑化标本制作法等鼠标本制作方法，以剥皮法应用最为广泛，但剥皮法法需要制作骨架、保留头骨和用棉花填充，存在着使用寿命短、易腐烂、姿态不自然和制作难度大等不足之处。

[0061] 下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细说明。

[0062] 实施例1

[0063] 本实施例以鼠为例，介绍一种小型啮齿动物生态学标本填充模型的制作方法，该制作方法包括以下步骤：

[0064] (1)记录标准鼠的体表特征，而后解剖标准鼠以使皮毛和胴体分离；

[0065] 具体地，先随机选择同种但处于不同生理阶段的成年鼠5只，根据体长等体表特征按顺序排列编号，将中间(3号)作为“标准鼠”，其他鼠(1号、2号、4号和5号)作为“实验鼠”。

[0066] 而后使“标准鼠”呈仰卧体位，四肢、耳和尾伸展；测量体重，同时测量并记录以下体表特征：体重、体长(鼻尖至肛门的距离)、尾长(肛门至尾尖的距离，不包括尾端的毛)、后足长(后足跟部后缘到最长趾尖的距离，不包括指甲)、耳高(耳孔下缘至耳壳顶端的距离，不包括耳壳顶端的毛)。

[0067] “标准鼠”的解剖通过以下步骤实施：

[0068] (a)鼠取仰卧体位，用剪刀沿腹部正中线(站立姿势需从后背中线开口)，纵行剖开腹部的下1/3皮肤，开口下端距肛门约1‑2cm，上端不超过胸软骨下缘；不要剪破腹膜，避免腹腔内容物溢出；

[0069] (b)逐步用手术刀柄或组织镊、眼科剪剥离腹部切口两侧皮肤和皮下组织；注意尿殖突和肛门附近不能贴皮剪断，否则容易破损。逐步剥离后肢皮肤，在跖骨处剪断；

[0070] (c)用手术刀分离尾椎骨与皮(长度为1‑2厘米)，用左手扣住尾部皮毛内侧，右手扣住尾骨将尾椎骨抽出；不能过度用力猛拽，否则容易拽断尾椎骨；

[0071] (d)采用脱袜子的方式，由后向前逐渐剥离皮毛，用大组织剪从前肢桡骨末端剪断，仅保留指骨和掌骨，修整去除截面掌骨两侧的韧带，切口要平整，否则会刺破皮毛；继续向前剥离头部皮肤，注意耳要靠根部剪断；

[0072] (e)眼睛尤为重要，决定着制作的成败；务必用眼科剪轻微剥离眼球，做到眼周(眼睑)皮肤无破损、无多余结缔组织；

[0073] (f)待眼睛部位剥好后，继续轻轻的拉紧皮肤继续剥至上下嘴唇的最前端，将头骨与口鼻皮毛分离，最后将整张皮毛剥离；剥离出的胴体如图1所示。

[0074] (2)将皮毛清洗、吸干表面水分后冻存备用，同时对胴体体表进行清理；

[0075] 具体地，将剥制好的皮毛在清水中浸泡3‑5min后，用无纺布吸干表面水分，‑20℃冻存待用；用无纺布吸干解剖后鼠体表面的血渍，再用吹风机吹干。

[0076] (3)向胴体体表均匀喷涂显影液后，进行3D扫描，获得扫描文件；

[0077] 具体地，用微型气压泵连接喷嘴口径为0.3mm的喷笔，喷涂白色硝基油性预调漆或白色水补土，均匀喷涂，直至显影液覆盖解剖后的完整鼠体表面，如图2所示。

[0078] 进行3D扫描时，所需仪器为REVOPOINT POP 2便携式3D扫描仪、笔记本电脑(需配置独立显卡和16G以上内存)和电动旋转平台，作业环境周围1平方米范围铺垫纯黑色塑料布，确保光线充足。

[0079] 用Revo Scan 5软件进行扫描，扫描场景选择：扫描精度“高精度”，扫描模式“特征拼接”，“彩色扫描”，扫描对象“普通物体”，平面过滤比例90％，采集距离130mm‑600mm；扫描过程中若有油漆脱落的情况，可重新喷涂后再扫描。

[0080] 3D扫描方法为：

[0081] (a)扫描身体：扫描开始后，单手拎着鼠胴体尾巴末端慢慢旋转1‑2圈，鼠体型大者，从头部开始，随着旋转慢慢下降，使全部身体都能扫描到；注意不能手抖且不能旋转圈数太多，否则容易造成点云混乱或难以识别，导致扫描失败；

[0082] (b)扫描头部：将鼠从上肢脊柱剪断后，将牙签一端插入头部脑腔，另一端插入小块白色泡沫，而后将头部置于电动转台旋转扫描(如图3所示)；

[0083] (c)扫描尾巴：将鼠下肢连同鼠尾脊柱剪断后(尽量不要剪破腹腔)，置于电动转台旋转扫描(见图4)；

[0084] (d)扫描后处理：通过“一键处理”进行点云融合和构网，检测“曲面”漏洞后，手动修补，对于多余部分可编辑删除。

[0085] (4)根据上述体表特征和扫描文件，结合动物体的生态照片和习性，进行数字建模，制作具有相应姿态的数字模型；

[0086] 具体地，使用Zbrush软件建立该“种”鼠的数字模型，姿态可以是站立、攀爬、钻洞等；建好数字模型后对其进行模块化拆分，即拆分为头部(含前肢)、身体(含后肢)和尾巴三部分，并且两两之间通过榫卯结构连接，榫卯间隙0.8mm(不同批次打印的，间隙需设置为0.9或1.0mm)；其中，在头部和身体之间“卯”的部分更深，“榫”的部分略浅，留下来的空间即为防腐剂储存空间，用于存储防腐剂；同时在该防腐剂储存空间的上方(即模型背部)开设呈梅花形的散味孔(便于防腐剂发挥作用)，孔径随着鼠体大小不同而不同，一般1.0‑5.0mm(见图5)。数字模型中不必雕刻耳和前后足，其他主要要求如下：

[0087] (a)头颈部：头与自然状态相近；眼大小适中，与眼角周围皮肤贴合，预留鼻孔和耳道；颊面部(眼前下部)充盈，但不突出；口唇自然闭合等，颈部不过于充盈，有自然向下生理弯曲。

[0088] (b)背部：前背无凸起和凹陷，后背有自然向上生理弯曲。

[0089] (c)腹部：略充盈但不贴于地面，可与后背部生理弯曲角度相近或角度略平缓，无明显凸起和凹陷。

[0090] (d)四肢：一般前肢与泡沫板垂直，后肢呈”Z”字型，应当考虑足骨、胫骨和股骨之间的相互支撑角度。

[0091] (e)尾巴：四肢站立体位时略下垂，呈自然弯曲状态。

[0092] (f)两侧前肢末端设计成小铲子装，便于前足骨在皮毛内部的固定。

[0093] (g)两侧后肢末端设计成凹陷的马蹄形，便于解剖后的后足骨能够在皮毛内部固定，不易变形。

[0094] (h)两侧前肢和两侧后肢之间设置直径2‑3mm的孔道，对一些姿势被设计成不能直立于泡沫板上的鼠(东方田鼠)，可以用铁丝贯穿后足之间的孔道后，模型外留出一截铁丝，将其插到泡沫板上以整姿。

[0095] 将建好的数字模型传输至3D打印机，进行3D打印，打印作业环境为温度25℃‑30℃，湿度≤80％，若环境温度过低，开空调后需预热环境3‑4小时再进行打印作业，以提升树脂流动性。不同打印耗材的加支撑和打印参数有所不同，常用的耗材是类ABS树脂和标准刚性树脂，其中类ABS树脂主要用于黑线姬鼠、东方田鼠和巢鼠等体型偏小或需要尾部受力支撑的模型，下列参数为使用Pio Next D158光固化打印机的各项参数设置的：

[0096] (i)加支撑参数设置

[0097] ①类ABS树脂

[0098] 布局方式：布局方式为居中，一般模型腹面朝下，头部向上倾斜45°放置以增加支撑面积；通过抽壳来减轻模型重量、减少耗材使用，抽壳厚度一般2.6mm，填充百分比5.0％，填充结构为“网格”。

[0099] 支撑参数设置：Z抬升高度5毫米，支撑设置“细”；顶部设置：接触形状“球”，接触形状直径0.5mm，接触深度0.5mm，连接形状“圆锥体”，上端直径0.5mm，下端直径0.8mm，连接长度2.0mm，交叉宽度4mm，交错起始高度3.0mm，密度70％，角度60°；中部、底部和底筏参数默认；对可能悬垂、变形或难以固定的部位进行手动添加支撑，完成支撑文件另存为“.stl”格式。

[0100] ②标准刚性树脂

[0101] 布局方式：同上。

[0102] 支撑参数设置：Z抬升高度5毫米，支撑设置“细”；顶部设置：接触形状“球”，接触形状直径0.5mm，接触深度0.3mm，连接形状“圆锥体”，上端直径0.3mm，下端直径0.8mm，连接长度2.0mm，交叉宽度4mm，交错起始高度3.0mm，密度75％，角度60°；其余参数设置与类ABS树脂相同。

[0103] (2)切片参数设置

[0104] ①类ABS树脂

[0105] 层厚0.05mm，初始曝光50s，打印曝光3.5s，打印上升高度8mm，电机速度3mm/s，灭灯延时1s，底层曝光层数3；X轴收缩补偿100.60％，Y轴收缩补偿100.60％，Z轴收缩补偿100.00％，Z轴透深补偿1。

[0106] ②标准刚性树脂

[0107] 初始曝光30s，打印曝光3.0s，打印上升高度7mm，电机速度5mm/s。其余参数设置与类ABS树脂相同。

[0108] 打印完成后，先用铁铲手动将打印模型从打印平台铲下来、掰掉支撑，向超声波清洗机(220V/50HZ)倾倒75％‑95％酒精或树脂清洗剂约1L，以浸没打印模型为宜，将模型放入清洗3‑5min后，用纸巾吸干模型表面的清洗液；

[0109] 而后，采用405nm和385nm两波段LED灯对清洗后的模型二次固化3‑5min，随后在通风柜中用微型雕刻机使用2mm钻头磨平模型表面支撑残留，用羊毛轮打磨光滑；以去除表面的突出部分，使模型表面光滑。

[0110] 最后，将冻存的“标准鼠”皮毛放入水完全解冻后，将打印的模块化模型分别对应部位装配其中，对长短、胖瘦、姿势等不合适的地方继续修改数字模型。重复上述工作，直至填充模型与皮毛完全契合、形态自然，视为该“种”鼠的数字模型定稿。

[0111] (5)选择与标准鼠同种且处于不同生理阶段的若干实验鼠，绘制标准鼠和实验鼠的体表特征变化曲线，筛选出变异度最小的体表特征并建立缩放比例函数，经3D打印、打磨、喷漆后批量获得具有不同缩放比例的填充模型；

[0112] 因同“种”鼠的尾、四肢和脊柱等骨骼肌肉发育在不同生理阶段几乎同时按比例梯度增加，因此通过绘制“标准鼠”和“实验鼠”的体表特征变化曲线，找出体重、体长、尾长、后足长、耳高当中最适宜(即最平滑曲线，意味着该特征在该“种”不同大小的鼠之间变化较为规律)的体表特征，而后建立缩放比例函数；

[0113] 本实施例以尾长为最适宜体表特征进行举例描述，建立的缩放比例函数如下：

[0114]

[0115] 其中，x为待制作标本鼠填充模型的参考缩放比例(％)；b为标准鼠的尾长(单位：厘米，保留2位小数)；c为待制作标本鼠的尾长(单位：厘米，保留2位小数)；y为调整系数。

[0116] 其中，不同鼠种对应的y值可能是不同的，y值的大小通过以下方式获得：

[0117] 先任意选择一实验鼠，而后选择一个与之吻合度高的填充模型填充到实验鼠的皮毛中，分别记录填充模型的缩放比例(即理想缩放比例)和实验鼠的尾长；而后将实验鼠和标准鼠的尾长代入 中，获得计算缩放比例，最后计算理想缩放比例与该计算缩放比例的差值，即为该鼠种的y值(例如褐家鼠的y值为1，而黄胸鼠的y值为‑2)。

[0118] 如此根据上述的缩放比例函数即可计算实验鼠(或后续的待制作标本鼠)填充模型相对于标准鼠的缩放比例。

[0119] 为便于规模化生产，以该“种”“标准鼠”的5％缩放梯度规模化生产一系列120％、115％、110％、105％、100％、95％、90％、85％等填充模型(如图6所示)；而后对各填充模型作喷漆处理，该喷漆处理包括：

[0120] (a)喷漆前准备：用微型雕刻机使用2mm钻头磨平模型表面支撑残留，用羊毛轮打磨光滑；清除填充物眼睛及其周围表面的灰尘、污渍；

[0121] (b)喷涂黑色底漆：在除尘柜中，用0.3mm喷头喷枪喷涂黑色钢琴漆(硝基预调漆，型号为GT model超级黑77)，来回运笔1次为一层，喷涂3‑4层，40‑50℃干燥3h；若喷涂过程中有灰尘掉落，可用眼科镊快速夹除。

[0122] (c)喷涂亮光漆：首先，将氨基光油与固化剂按照2：1比例混合后置振荡器震荡混匀，得到亮光漆；而后在除尘柜中，用0.3mm喷头喷枪喷涂亮光漆，来回运笔1次为一层，喷涂3‑4层，出现镜面带轻微橘皮，此时静置5分钟，待光油自动流平，而后40‑50℃干燥3h；同样地，若喷涂过程中有灰尘掉落，可用眼科镊快速夹除。

[0123] 喷漆后如图7所示。

[0124] 如果鼠是白鼠(小白鼠和大白鼠)，需全身均匀喷涂白色水补土，仅眼球按上述操作进行喷漆，之后还要用描线油画笔蘸取白色丙烯漆将眼周的黑色或红色图层覆盖。

[0125] 喷漆完成后，分盒包装(如图8所示)。

[0126] 实施例2

[0127] 本实施例以鼠为例，介绍一种小型啮齿动物生态学标本的制作方法，该制作方法包括以下步骤：

[0128] S1、记录待制作标本鼠的体表特征，而后解剖待制作标本鼠以使皮毛和胴体分离；

[0129] 具体操作步骤与实施例1的步骤(1)基本相同，不同之处在于：解剖时可剪断股骨与胫(腓)骨关节、肱骨和前臂骨的关节、尾根；

[0130] S2、将皮毛清洗、吸干表面水分后作防腐处理；

[0131] 具体操作步骤与实施例1的步骤(1)基本相同，不同之处在于：干燥后需要在皮毛内侧面(接触填充模型的一侧)均匀涂抹防腐膏，尾基、四肢和、头部皮肤适当多涂一些。

[0132] 其中，防腐膏的制作方法为：将三氧化二砷、樟脑粉、肥皂片、水按照重量5:1:0.8:15的比例混合，小火加热搅拌熬制成膏状，4℃冷却后装入广口瓶常温避光保存。也可使用其他商用动物标本防腐膏。

[0133] S3、将该待制作标本鼠的体表特征代入所述的缩放比例函数中，选取与该待制作标本鼠适配的填充模型，该填充模型采用与实施例1相同的制作方法制得；

[0134] 具体地，将“待制作标本鼠”的尾长带入缩放比例函数中，计算出缩放比例，以最接近该5％比例的模型为参考。例如，根据上述缩放比例函数计算出的待制作标本鼠的缩放比例为96％，则选择与之最为接近的缩放比例为95％的填充模型。

[0135] S4、将选取的填充模型填充到待制作标本鼠的皮毛中，经缝合、整姿及固定后，获得生态学标本；

[0136] 具体包括：

[0137] (a)填充：填充时，先向头部和身体的榫卯之间填充防腐粉(或樟脑粉)后，按照“头→前身→尾巴→后身”的顺序依次将填充模型填充到皮毛中，并连接榫卯。

[0138] (b)粘合嘴部：将头部皮肤与眼睛和嘴部整姿对齐，用标本针涂抹“电焊胶水”到唇内侧，逐步粘合嘴部。

[0139] (c)缝合：采用“藏针法”缝合，针脚相距约0.5‑1.0cm；缝合过程中应注意下针距离均匀、不要离切口过远。剥皮过程中若有个别小的破损口留下，可在皮毛内侧用外科缝合法缝合，若破口损较长，用“藏针法”缝合。若皮毛较薄无法缝合者，可用电焊胶将皮毛粘贴于填充模型表面，需从上到下逐步粘贴，切口对齐。

[0140] (d)整姿、固定：用手调整皮肤状态，用电吹风和平头油画笔吹干和梳理标本毛发，做到头皮不紧绷，眼清洁光亮(若有污物可用棉签擦拭)，胡须自然分散、尽量与头面垂直，全身毛发干净、平顺。用标本针将鼠标本前后足固定在泡沫板上，脚趾自然分开、受力均匀，并向鼻孔和耳道中插入标本针以固定，用长针适当调整耳的形态，使外耳壳直立，伸展、无异常褶皱(见图9)。

[0141] (e)定型：将固定后的标本放置阴凉通风处2‑4周，期间每隔2‑3天查看，对出现皮毛皱缩变形之处加以调整，对耳朵皲缩变形的，使用光滑牙刷柄进行按压调整。

[0142] (f)制作台签：台签可包括但不限于下列内容：编号、科/属/种、名称、采集地、标本制作人、体长(mm)、尾长(mm)、后足长(mm)、耳高(mm)、性别(♀/♂)、体重(g)、鼠龄(幼年/亚成年/成年)、捕捉日期、制作日期、经纬度、海拔、生境等。

[0143] (g)安装：将标本从泡沫板轻轻取下，用热熔胶粘于陈列盒底板上，对其微整姿；若需造景则先将仿真草坪、砂砾、灌丛等粘于造景板上，待干燥定型后，参考入盒方法安装标本且建议使用防尘罩，盒内放入樟脑丸和干燥剂(见图10)。

[0144] 实施例3

[0145] 本实施例一种小型啮齿动物生态学标本的制作方法，该制作方法包括以下步骤：

[0146] S1、记录待制作标本鼠的体表特征，而后解剖待制作标本鼠以使皮毛和胴体分离；

[0147] 具体操作与实施例2的步骤S1相同；

[0148] S2、将皮毛清洗、吸干表面水分后作防腐处理，同时对胴体体表进行清理；

[0149] 其中，对皮毛的处理方式与实施例2的步骤S1相同；对胴体的处理方式与实施例1的步骤(2)相同；

[0150] S3、向胴体体表均匀喷涂显影液后，进行3D扫描，获得扫描文件；

[0151] 具体操作与实施例1的步骤(3)相同；

[0152] S4、根据所述的体表特征和扫描文件，结合动物体的生态照片和习性，进行数字建模，制作具有相应姿态的数字模型；

[0153] 具体操作与实施例1的步骤(4)相同；

[0154] S5、将所述的数字模型经3D打印、打磨、喷漆后获得填充模型；

[0155] 具体操作与实施例1的步骤(4)相同；

[0156] S6、将所述的填充模型填充到待制作标本鼠的皮毛中，经缝合、整姿及固定后，获得生态学标本；

[0157] 具体操作与实施例2的步骤S4相同。