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实验动物麻醉介绍

                                                                                         实验动物麻醉介绍

麻醉(Anesthesia)从爱护动物的观点出发,为减轻其实验痛苦,利用物理或化学的方法,使动物的全身或局部暂时失去痛觉或痛觉迟钝,减少动物的挣扎和保持安静,以保证实验操作的进行。

麻醉的分类根据麻醉范围主要分为全身麻醉和局部麻醉,全身麻醉又分为吸入麻醉和非吸入麻醉。 

1. 全身麻醉:

吸入麻醉:又称为气麻,将挥发性或气体麻醉剂,由动物呼吸道吸入体内而产生麻醉效果;大小鼠实验中常用乙醚异氟烷、七氟烷等麻醉剂;

非吸入麻醉:即注射麻醉,包括肌肉、腹腔、静脉注射,大小鼠实验中常用阿佛丁、戊巴比妥钠、水合氯醛和氯胺酮等麻醉剂。

2. 局部麻醉:指通过麻醉药阻断机体某一部分的感觉神经传导功能,而运动神经传导保持完好或同时有程度不等的被阻滞状态。

下面就介绍几种常见的麻醉剂的使用方法:

一、吸入式麻醉  

起效快,恢复也快,且麻醉的深度和维持时间易控制,被认为是啮齿类动物最可靠的麻醉方式。我们下面主要介绍2种常见的麻醉剂——异氟烷和乙醚。

1. 乙醚(Diethyl ether)

特点:为高度易挥发性液体,被吸收后会广泛抑制中枢神经系统,操作简单,见效快;

操作方式:将被乙醚浸湿的消毒脱脂棉球或纱布放入烧杯(常用1000ml)内,将实验动物放入,用塑料薄膜封口,观察,会发现动物先开始兴奋,继而出现抑制,自行倒下。若实验时间过长,可将动物固定在实验台上,将含有乙醚的棉球靠近其鼻部,保持吸入状态;

缺点:但其对呼吸系统有刺激性,可增加呼吸道分泌物;若麻醉过深,可导致动物死亡;由于其会对实验动物有害,且可能造成的操作人员危险等原因,目前使用相对较少[1]

适用实验由于起效和维持时间短,仅5-10min,主要用于短时间的浅麻实验,如大鼠眼眶取血等简单实验。                 

2. 异氟烷 (Isoflurane)               

特点:异氟烷为无色的澄明液体,易挥发,具有轻微气味;诱导和复苏均较快,加上不会影响动物的生理指标,在动物实验中的应用日趋广泛;               

操作方式:一般使用时会配专用的吸入麻醉机,混合纯氧进行麻醉,通过氧气气流使异氟烷挥发,诱导麻醉一般使用2~3%的浓度,维持使用1.5~2%。一般在麻醉机连接一个麻醉罐子,如果单独维持麻醉操作就使用面罩比较合适。一般小鼠的麻醉时间为2~3min,大鼠的麻醉时间为4~5min;

适用实验:研究表明,异氟烷麻醉能维持动物的心率、血氧分压、血液pH等生理功能处于稳定状态[2],适合情况复杂且持续时间较长的动物实验[3],包括连续监测动物参数变化如成像技术、还有一些其他全麻药不宜使用的疾病,例如癫痫、颅内压增高、重症肌无力、糖尿病等。

二、注射式麻醉                 

一种既简单方便,又能使动物很快进入麻醉期,而无明显兴奋期的方法。水合氯醛、戊巴比妥钠、阿佛丁和氯胺酮是目前大小鼠实验中最常用的注射类麻醉剂。 

1. 水合氯醛(Chloral hydrate)

特点:有效的镇静催眠药,但本品麻醉剂量与中毒量很接近,所以安全范围小,使用时要注意;另外对皮肤和黏膜有较强的刺激作用;

推荐用药浓度及配比:一般配置浓度为4%~10%(质量体积比,4-10g溶于100ml灭菌水),大小鼠用药量为:300~500mg/kg。

2. 戊巴比妥钠(Pentobarbital)

特点:临床上常用,随用量而产生镇静、催眠和抗惊厥效应,大剂量时则产生麻醉作用,常作为有效的镇静和麻醉剂。但它没有镇痛作用只有镇静作用,因此手术前配合镇痛剂使用效果会更好;

推荐用药浓度及配比:一般配置浓度为1%~3%,大小鼠用药量为:40~70mg/kg。

3. 阿佛丁(Avertin)

特点:阿佛丁学名三溴乙醇,曾被推荐作为转基因鼠传代有关的外科手术(如胚胎移植和输精管切除术)的麻醉剂;但配制较繁琐,保质期较短,保存时要防菌;      推荐用药浓度及配比:一般配置浓度为1.2%-2.5%(100%浓储液是10g阿佛丁与10mL 叔戊醇混合,使用时加灭菌蒸馏水稀释至1.2%-2.5%,4℃冷藏可保存2周;大小鼠用药量为:125~400mg/kg。 

4. 氯胺酮(Ketamine)                  

特点:一种镇痛麻醉剂,注射后很快产生麻醉作用,使动物进入浅睡眠状态,麻醉的安全性相对较高;适用于各种表浅、短小手术麻醉及全身复合麻醉;  

推荐用药浓度:大小鼠用药量为:100~150mg/kg。

5. 舒泰50

一种进口混合麻醉剂,麻醉效果非常,价格较贵


三、局部麻醉

局麻是指在手术的局部麻醉或者缓解局部疼痛和瘙痒时使用,优点是动物在麻醉期间能保持清醒,对重要脏器功能干扰轻微,麻醉并发症少,是一种较安全的麻醉方法。目前常用的局部麻醉剂有普鲁卡因、利多卡因和丁卡因。              

 注:局麻一般采用浸润麻醉方法,操作时,动物固定好后,首先在局部皮肤用皮头针先作皮内注射,形成橘皮样丘疹,然后换成局部麻醉长针头,由皮点进针,放射到皮点周围继续注射,直到要求麻醉区域的皮肤都浸润为止;可以根据实验操作要求的深度按照皮下、筋膜、肌肉、腹膜或骨膜的顺序,依次注射麻药,以达到麻醉神经末梢的目的。

 麻醉过程中常遇到的问题:              

1. 麻醉时需要注意什么?              

  • 注意保温:动物在麻醉期间体温易下降,可将动物置于循环水恒温垫上进行保温; 

  • 注意观察:使用麻醉剂过程中随时检查动物的反应情况,如随时观察动物的肌张力、角膜反射、呼吸频率、夹痛反射等指标,避免动物出现死亡;

  • 注意给药剂量:配制的药液浓度要适中不可过高,以免麻醉过急造成动物死亡;但也不能过低,以减少注入溶液的体积。除参照一般标准外,还应考虑个体对药物的耐受性不同,而且体重与所需剂量的关系也并不是绝对成正比的。一般说,衰弱和过胖的动物,其单位体重所需剂量较小。

2. 如何确认动物已完全麻醉?

以小鼠为例,麻醉起效:小鼠仰卧时心跳及呼吸均匀、肌肉松弛、四肢无活动,胡须无触碰反应,踏板反射消失,即视为达到完全麻醉状态。若小鼠的前肢开始抖动即判定为开始复苏。手术过程中如果发现动物抽搐、排尿,说明麻醉过深,应立即进行急救。

3. 若小鼠出现复苏迹象怎么办?

若实验还没有完成,小鼠接近苏醒,需及时将麻醉瓶(气麻)放在动物口、鼻处,给予辅助吸入麻醉或可临时适当补加麻醉剂,一般每次补加剂量不超过注射总量的1/10~1/5。

4. 给药方式一般除了腹腔注射还有哪些?

非吸入麻醉常采用的注射方法有:静脉注射,肌肉注射,腹腔注射等。静脉与肌肉注射多用于较大的动物,如犬、猫、猪、犬等;静脉注射的部位多是耳缘静脉(家兔、猫、猪)、后肢静脉(犬)及尾静脉(大、小鼠);肌肉注射的部位多选用臀部。腹腔注射多用于较小的实验动物,如大鼠、小鼠、沙鼠、豚鼠等。  

5. 吸入式麻醉和注射式麻醉如何选择?            

  • 吸入麻醉的优缺点:较好的控制麻醉深度,快速进入麻醉状态,苏醒迅速、平稳,对肝、肾功能影响轻微;但挥发性麻醉药被人体长期吸入后会对医护人员造成身体上的伤害,且每种挥发性麻醉药的挥发罐的价格昂贵。       

  • 非吸入麻醉的优缺点:操作简便,无需特殊的麻醉装置,与吸入麻醉相比成本较低。但不能灵活掌握用药的剂量、麻醉深度以及麻醉维持时间,且麻醉药物需要通过肝脏代谢,肾脏排出,因此相比之下对肝脏和肾脏的影响较大。

总之,吸入麻醉麻醉药安全性高,副作用低,安全可控;相比之下非吸入麻醉药对呼吸、心率及血氧饱和度等指标影响较大,因此安全性相对较低。在临床上如果条件允许,吸入麻醉是最理想的选择。

参考文献

[1] Ruizmeana M, Martinson E A, Garciadorado D, et al. Animal ethics in Cardiovascular Research[J]. Cardiovascular Research, 2012, 93(1): 1-3.           [2] Low L A, Bauer L C, Klaunberg B A, et al. Comparing the Effects of Isoflurane and Alpha Chloralose upon Mouse Physiology.[J]. PLOS ONE, 2016, 11(5).             [3]王洋,陈克研,张贺,等.丙泊酚静脉麻醉与异氟醚吸入麻醉在巴马小型猪实验中的比较[J].中国比较医学杂志,2012,22( 7).             [4]汤宏斌.《实验动物学》(第三版)[M]. 湖北人民出版社,2016.         [5]李 丹,郭玉莹,邓 昊,高 珊,徐士欣. 实验动物麻醉剂使用的福利伦理问题研究进展[J]. 中国比较医学杂志2017, 27( 9).