第七節 實驗動物的麻醉方法
多數實驗動物不能順從地接受各種實驗處理,特別是一些精細的或可能引起疼痛的實驗,或是手術等實驗,為減少動物的掙紮和保持其安靜,避免疼痛或動物躁動等因素對實驗結果的幹擾,使實驗便於操作和順利進行,常對實驗動物采用必需的麻醉。動物麻醉的關鍵在於正確選擇麻醉劑,麻醉方法主要是根據實驗目的、動物的種類、體重和實驗時間長短來進行選擇。
一、常用的麻醉劑
動物實驗中常用的麻醉劑分為3類,即揮發性麻醉劑、非揮發性麻醉劑和中藥麻醉劑等。
1.揮發性麻醉劑這類麻醉藥包括乙醚、氯仿等。乙醚吸入麻醉適用於各種動物的麻醉,其麻醉量和致死量差距較大,所以安全度大,動物麻醉深度容易掌握,而且麻醉後動物蘇醒較快。其缺點是對局部刺激作用大,可引起上呼吸道黏膜液體分泌增多,通過神經反射可影響呼吸、血壓和心跳活動,並且容易引起窒息。此外,乙醚屬易燃易爆品,故在乙醚吸入麻醉時必須有人照看,以防麻醉過深動物出現死亡,在用乙醚作麻醉劑時實驗室必須禁止明火,以防出現燃燒或爆炸。
2.非揮發性麻醉劑這類麻醉劑種類較多,包括苯巴比妥鈉、戊巴比妥鈉等巴比妥類的衍生物,以及氨基甲酸乙酯和水合氯醛等。這些麻醉劑使用方便,一次給藥可維持較長的麻醉時間,麻醉過程較平穩,動物無明顯掙紮現象,但缺點是蘇醒較慢。
3.中藥麻醉劑動物實驗時有時也用到像洋金花和氫溴酸東莨菪堿等中藥麻醉劑,但由於其作用不夠穩定,而且常需加佐劑麻醉效果才能理想,故其使用不普及,實驗室應用較少。也有用中藥冰片類或含冰片類製劑給動物做局部麻醉的。
另外,還有針灸麻醉。針灸麻醉有一定效果,但目前多進行鎮痛機製或針灸作用機製時應用,一般實驗應用較少。
二、麻醉方法
麻醉方法一般分為吸入、注入(靜脈、肌肉、皮下、腹腔等)、口服、灌胃等。
(一)全身麻醉
1.吸入法吸入麻醉藥常用乙醚,一般用開放性麻醉。較大動物可用麻醉口罩滴藥法,如麻醉犬,應將犬嘴先綁好,以免麻醉初期動物興奮咬人,然後按照犬的大小,選合適的麻醉口罩,內襯紗布,滴入乙醚。小動物如大鼠、小鼠,可將頭部放入蘸有乙醚棉球的廣口瓶內或幹燥器內,4~6min麻醉後取出,即可進行操作,如實驗過程較長,可在其鼻部放棉花或紗布,不時滴加乙醚維持,也可用乙醚先麻醉後用其他非揮發性麻醉藥維持麻醉。乙醚使用簡單,比較安全,可隨時調節麻醉深度。麻醉深度一般多以角膜反射、呼吸深度和速度以及四肢和腹壁肌肉的緊張度為指標。當動物安靜,呼吸平衡,血壓正常,腹壁肌肉鬆弛,角膜反射遲鈍,無缺氧表現,即可進行各項實驗操作。在給藥過程中要時常檢查角膜反射和觀察瞳孔大小,如果發現角膜反射消失,瞳孔突然放大,應立即停止麻醉。呼吸停止可進行人工呼吸(大鼠需通過膠管經鼻孔向肺內吹氣),配以咖啡因、可拉明或洛貝林等蘇醒劑,待恢複自動呼吸後再進行實驗。乙醚的缺點是易引起上呼吸道分泌物增多,引起窒息,可先注射阿托品防止。此外,由於乙醚燃點很低,遇火極易燃燒,所以在使用時,一定要遠離火源。
2.腹腔和靜脈給藥麻醉法非揮發性和中藥麻醉劑均可用腹腔和靜脈注射麻醉,是實驗室最常采用的方法之一,此類麻醉時間較長,一般主要用於需麻醉2h以上的實驗。一次給藥便可保持較長時間的麻醉狀態,很少引起氣管分泌物的增多。麻醉過程比較平穩,但麻醉深度和使用劑量較難掌握和控製。一旦過量可引起血壓下降和呼吸抑製,甚至導致死亡。
動物在麻醉期體溫容易下降,長時間麻醉時要注意給動物保溫。否則可導致部分麻醉較深的動物發生死亡。當靜脈給藥時,給藥速度要緩慢,使用非揮發性麻醉劑時,動物蘇醒較慢,應注意護理。麻醉藥的種類很多,各有其優點,應根據對麻醉的要求、動物的特點和動物的耐受性有所側重的選用。一般來說,犬的實驗用硫噴妥鈉靜脈點滴或用戊巴比鈉;貓常用氯醛糖或氯醛糖和烏拉坦合用;大鼠常用乙醚或戊巴比鈉。慢性實驗對動物常用乙醚吸入麻醉,阿托品做基礎麻醉;急性動物實驗對犬、大鼠和貓常用戊巴比妥鈉麻醉;兔、蛙常用烏拉坦;小鼠常用硫噴妥鈉或烏拉坦。有時品係、性別對麻醉有影響,如白色品係大白鼠對戊巴比妥鈉的過量耐受不如有色品係;雌鼠不如雄鼠。
(二)局部麻醉
犬的局部麻醉可用0.5%~1%鹽酸普魯卡因注射。眼、鼻、咽喉表麵麻醉可用2%鹽酸可卡因。
三、麻醉注意事項
1.靜脈注射麻醉藥時應緩慢,同時觀察肌肉緊張性,角膜反射和對皮膚夾捏的反應,當這些活動明顯減弱或消失時,應立即停止注射。靜脈給藥的濃度要適中,不易過高,以免麻醉過急出現動物死亡,但也不能過低。
2.麻醉動物應注意保溫。麻醉期間,動物的體溫調節功能往往受到抑製,出現體溫下降,可影響實驗結果的準確性。應給麻醉動物采取保溫措施。保溫的方法有實驗台內裝燈、電褥台燈照射等,也可采用(遠)紅外燈管輻照、電熱器,空調等保溫。無論用哪種方法加溫都應根據動物的肛門體溫而定。常用實驗動物的正常體溫,貓為(38.6±1.0)℃,兔為(38.4±1.0)℃,大鼠為(39.3±0.5)℃。
3.冬季,麻醉劑在靜脈注射前應加熱到動物體溫水平。
4.麻醉過量應及時發現,盡早采取積極措施,如施行人工呼吸,給蘇醒劑。注射強心藥、咖啡因、腎上腺素(0.1%)、可拉明等,同時靜脈注射5%溫熱的葡萄糖溶液。四、動物麻醉深度的判定
不管什麼情況,過深的麻醉會導致動物死亡,過淺又不能獲得滿意的效果。要根據動物的呼吸、眼睛的表現等情況進行安全有效的麻醉。
第八節 實驗動物的給藥途徑和方法
各種新合成化合物及各種新藥和新製劑的研究,以及工業毒理、環境毒理、食品毒理的實驗研究,各種基礎醫學研究中,為了觀察藥物、毒物、食品和新化合物的藥效毒理以及疾病發生的病因、病機、病理研究,常要觀察動物機體功能、代謝及形態變化,都需要對動物采用一定的形式給藥。給藥的途徑和方法的選擇主要是根據實驗目的、實驗條件及藥品性質而定。常見的給藥方法有灌胃、氣管注入、皮下、肌內、靜脈、腹腔注射、吸入給藥、皮膚給藥,有時根據實驗的特殊要求亦可采用皮下或組織給藥(埋藏)、滴眼、對離體細胞體外混藥培養等。
一、注射給藥
(一)皮下注射
皮下組織疏鬆的部位都可做皮下注射。大鼠、小鼠和豚鼠可取頸後肩胛間、腹部或腿內側皮下注射;兔可取背部或耳根部皮下注射;犬及貓常在大腿外側皮下注射;蛙可在脊背部淋巴腔注射。鴿通常在翼下部位注射。注射部位常規消毒後,左手提起皮膚,右手持針,針頭水平刺入皮下即可注射,使注射部位隆起,注意勿將藥液注入皮內。一般皮下注射采用5號半針頭,不宜采用較大的針頭,以免注入皮下的液體由針口溢出。
(二)皮內注射
皮內注射時需將注射的局部脫毛、消毒,然後用左手拇指和食指按住皮膚使之繃緊,在兩指之間,用卡介菌注射器連4號半細針頭,緊貼皮膚表層刺入皮內,然後再向上挑起並再稍刺入;或先將針頭刺入皮下,然後使針頭向上挑起直至看到透過真皮為止,如在皮內,肉眼可見到針頭的方向。然後即可緩慢注射,皮膚表麵應馬上出現白色橘皮樣隆起,此證明藥液在皮內。
(三)肌內注射
肌內注射應選擇肌肉發達,無大血管通過的部位,一般多選臀部或大腿內側或外側,注射時垂直快速刺入肌肉,回抽針栓如無回血,即可進行注射。大、小鼠、豚鼠常選在大腿內側肌內注射;兔可在頸椎或腰椎旁側的肌內注射;貓、犬等大動物常在臀部肌內注射。一般肌內注射選用針頭也較小。給小鼠、大鼠等小動物注射,多選用5號半針頭。
(四)腹腔注射
用大小白鼠做實驗時,以左手抓住動物,腹部向上,頭稍向下傾斜,右手將注射針頭於左(或右下腹部)刺入皮下,使針頭向前推進0.5~1.0cm,再以45°角穿過腹肌,固定針頭,緩緩注入藥液。動物處於頭低位可避免傷及內髒,另外腹腔進針速度不可過猛、過快,以免髒器無法避開針頭。若實驗動物為兔,進針部位多為下腹部的腹白線旁開1cm處。
(五)靜脈注射
1.大鼠和小鼠鼠尾可見4條血管,上、左右兩側為靜脈,下部為動脈。注射時,先將動物固定在鼠筒內或燒杯中,使尾巴露出,尾部用45~50℃的溫水浸潤半分鍾,待血管擴張後或小鼠出現甩尾時取出小鼠尾部,擦幹消毒,在末端1/3或1/4處針頭與靜脈平行(小於30°),緩慢進針,以左手拇指、食指將針頭與鼠尾一起固定,試注入少許藥液,如果注射部位皮膚不發白,並感覺進藥阻力不大時,表示針頭刺入靜脈,否則應更換部位重紮,最好一次刺入成功,第二次再刺因藥液外滲引起水腫及血管被刺傷後引起痙攣等常使再次靜脈注射更難。注射速度一般為0.05~0.1ml/s,注射完畢後把尾部向注射側彎曲以止血,或拔出針頭後隨即以左手拇指按注射部位,以防止溶液及血液流出。一般注射量為0.05~0.1ml/10g。
也可用乙醇擦拭,電輻射燈管烤等方法使鼠尾部血管充血,血管擴張。
在尾末端1/4~1/3處皮薄易刺入,假如第一次穿針失敗可逐漸向鼠尾根部上移進行再次穿刺。
靜脈注射時一定要注意局部的環境溫度,一般局部環境溫度要在30℃左右或以上,靜脈注射時較易注射,環境溫度低可增加尾靜脈注射時的困難。
小鼠尾靜脈較易注射,大鼠尾部因表皮角質較厚較硬,易先用溫水或乙醇使角質軟化後再擦幹進行靜脈注射。靜脈注射多為4號半針頭。
2.兔耳緣的血管為靜脈,耳中間的血管是動脈。注射部位去毛,熱敷和消毒,待血管擴張後,以左手拇指與食指壓住靜脈耳根端,使靜脈充盈將4號半針頭平行刺入靜脈,抽動針管,見有回血即可推注,注射完畢,拔出針頭,用手或藥棉壓迫針眼片刻。
耳內緣靜脈深不易固定,故一般不用或少用,外緣靜脈淺易固定,常用。
3.豚鼠一般用前肢皮下靜脈注射,後肢小隱靜脈在上部比較明顯。接近下部的靜脈不明顯,卻比較固定,易於插入,而上部的靜脈雖較明顯,但容易動,不易刺入。也可將皮膚切開一小口,使脛前靜脈露出而後注射,注射量不超過2ml。
也有利用耳殼靜脈或雄豚鼠的陰莖靜脈給藥的。
4.貓將貓裝入固定袋或固定籠,取出前肢,緊握肘關節上部或用橡皮帶紮緊,使前肢皮下靜脈充血,乙醇消毒,從前肢的末端將注射針刺入靜脈,證實針在靜脈內之後,放鬆握貓前肢關節上部的手或取下橡皮帶,用右手緩緩注入藥液。
亦可從後肢的靜脈、頸靜脈、舌下靜脈注射。貓的皮膚硬,針尖必須銳利。
5.犬已麻醉的犬可選用股靜脈給藥。未麻醉的犬則可選用前肢皮下頭靜脈或後肢小隱靜脈給藥。注射前先將注射部位毛剪去,在靜脈向心端處用橡皮帶綁緊(或用手抓住)使血管充血。針向近心端刺入靜脈。為保證藥物確實注入靜脈,應在注入藥液之間回抽針栓,若有回血即可推注藥液。
也可注射於頸部的靜脈。助手抱住犬,術者用左手拇指壓迫頸部的上1/3部位,使頸靜脈充血,注射針刺入靜脈,回血後緩緩注入藥液。不熟練者,可先剪掉注射部位的毛,待看到清楚的靜脈(充血)後才注射。
6.猴、鴿常在猴後肢的小隱靜脈或股靜脈進行注射。鴿可從翼下靜脈注射。
7.蛙(或蟾蜍)將蛙或蟾蜍腦脊髓破壞後,仰臥固定於蛙板上,沿腹中線稍左剪開腹肌,可見到腹靜脈貼著腹壁肌肉下行,將注射針頭沿血管平行方向刺入即可。
8.豬在耳靜脈、頸靜脈注射。
(六)淋巴囊注射
蛙及蟾蜍皮下有數個淋巴囊,主要可注入頜下、胸、腹及大腿等淋巴囊內,由於其皮膚薄,缺乏彈性,如果用注射針刺入,抽針後藥液易自注射處流出,因此,注射胸淋巴囊時,應從口角入口腔底部刺入肌層,再進入皮下,針尖在胸淋巴囊後,再進行注射。注射大腿淋巴囊時,針尖從下腿皮膚刺入,通過膝關節進入大腿淋巴囊。注射腹淋巴囊時,針尖從胸淋巴囊刺入,進入腹淋巴囊才注射,注射量為0.25~1ml/隻。
(七)椎管內注射
剪去兔腰骶部的毛,消毒,然後把動物俯臥於實驗台上,左手肘關節及左肋夾住動物頭部及其身體使之固定,再用左手將其尾端向腹側彎曲,使腰骶部凸出,以增大棘突間隙。注射器針頭自第一骶骨前正中輕輕刺入,當刺到椎管時,有似刺透硬膜感覺,此時動物尾巴隨針刺而動,或後肢跳動,則證明刺中。若刺不中時,不必撥出針頭,以針尖不離脊柱中線將針頭稍稍撤出一點,換方向再刺,當證實針確實在椎管內時,即可注射藥液。一般一隻家兔注射藥量為0.5~1.0ml。
犬的椎管內注射也大致與兔相似,一般是由2個人協作進行。
(八)椎動脈注射
在兔劍突上6肋處自胸骨左緣向外做橫切口4~5cm,分束切斷胸大肌、胸小肌,找出鎖骨下靜脈雙線結紮,於兩線間剪斷靜脈,分離出鎖骨下動脈,沿其走向分離乳動脈、椎動脈、頸深支、肌皮支。除椎動脈外,分別結紮鎖骨下動脈分支的近心端。於椎動脈上方結紮鎖骨下動脈遠心端,在結紮前選擇合適位置(靠近肌皮支處為宜)剪一小口,插一腰穿刺針直至椎動脈分支前,結紮、固定、給藥。
犬和貓的椎動脈注射不必開胸。在頸下部切口找出左頸總動脈,向下追蹤到鎖骨下動脈。結紮其上覆蓋的頸外靜脈,在其向內轉彎處向下分離,可見發自鎖骨下動脈的右側椎動脈向上經肌層進入體腔內,插管給藥。
二、經口給藥
(一)灌胃給藥
在動物試驗中,經口給藥多用灌胃法,此法劑量準確,可反複給藥,溶液或混懸液均可灌服,操作也簡便。尤其適用於小鼠、大鼠、家兔等動物。一般動物灌胃前應禁食4~8h。以免胃內容物太多增加注入物質的阻力和影響注入物的吸收速率。
1.小鼠和大鼠(豚鼠)一般使用1~5ml注射器和金屬鈍針頭灌胃,針頭可用18~24號腰穿針或用輸血針磨去針尖。末端焊錫,用砂紙打磨成光滑橢圓形,也可用專用的鼠類灌胃器銀頭或用燒成圓頭的硬質玻璃毛細管或特製的塑料毛細管作為導管。灌胃時將灌胃針頭安在注射器上,吸入藥液,左手抓住鼠背部及頸部皮膚,將動物固定,注意頸部皮膚不宜向後拉得太緊,以免勒住氣管。將鼠的背部皮膚和尾巴固定在手腕大魚際上,使小鼠頭部和軀幹伸直,並呈垂直體位。右手持注射器將針頭由口腔而插入,避開牙齒(或由嘴角將針頭插入),沿咽後壁徐徐插入食管下段,遇有阻力時,可輕輕上下滑動,不可強行插入,待小鼠吞咽時賁門肌肉鬆弛,一旦感覺阻力突然消失有落空感覺,輕抽注射器管芯,如無氣泡抽出,即表明針頭已進入胃內,如動物出現強烈掙紮,進針阻力很大或呼吸困難,可能是插入氣管內,此時不可硬往裏插,須立即退出針頭重插。