实验动物麻醉
实验动物麻醉的最基本任务是消除实验手术过程中所致的疼痛和不适感觉,保障实验动物的安全,使动物在实验过程中服从操作,确保实验顺利进行。
【实验目的】
(1)熟悉实验动物麻醉常用药物的作用及副作用。
(2)熟悉实验动物麻醉的流程、常用麻醉方法及其注意事项。
【相关知识】
1.常用麻醉药物
1)全身麻醉剂 指经静脉、腹腔或肌内注射而产生全身麻醉效果的药物。
(1)氨基甲酸乙酯(乌拉坦):中性麻醉药,在人体内即分解为二氧化碳及脲,常用于兔、狗、猫类等动物麻醉。药品价格较低,易溶于水,常配制成20%~25%的注射液,注射时可先快后慢,一次给药可维持4~5 h,麻醉过程较平稳,动物无明显挣扎现象。因动物苏醒慢,故麻醉深度和使用剂量较难掌握。
(2)巴比妥类:既可以单独静脉或腹腔注射,也可以与其他麻醉药物联合使用。用于动物实验的主要有戊巴比妥钠、硫喷妥钠等。
①戊巴比妥钠:最常用,常可配制成3%~5%的注射液,它具有起效快、麻醉过程平稳、有效持续时间长(3~5 h)、苏醒快、给药后对动物循环和呼吸系统无显著抑制作用、药品价格低等特点。配制方法:戊巴比妥钠3~5 g加入95%乙醇溶液10 mL,加温助溶后(不可煮沸),再加入0.9%氯化钠溶液至100 mL。静脉注射时,前1/3剂量可推注,后2/3剂量则应缓慢注射,并密切观察动物的肌紧张状态、呼吸变化及角膜反射。
②硫喷妥钠:须现用现配,常用浓度为1%~5%。此药作静脉注射时,由于药液迅速进入脑组织,故诱导快,动物很快被麻醉,但苏醒也很快,一次给药的麻醉时间仅能维持30 min左右。其对呼吸有一定抑制作用,由于其对交感神经的抑制作用较副交感神经强,常有喉头痉挛,因此必须缓慢注射。
2)吸入麻醉药 如乙醚、氟烷、安氟醚、异氟醚、氧化亚氮等。动物呼吸和循环的抑制与麻醉深度有关,因此在使用过程中一定要严密观察动物的呼吸和脉搏。
若吸入乙醚给药,其麻醉量和致死量相差较大,所以安全度较高,且药价便宜。在连续给药过程中,要注意经常检查角膜反射和瞳孔大小。麻醉前用药:麻醉前20~30 min,皮下注射盐酸吗啡5~10 mg/kg及阿托品0.1 mg/kg。
3)局部麻醉剂
①因利多卡因组织穿透性好、见效快,故常用1%~2%利多卡因溶液进行神经干阻滞麻醉,也可用0.25%~0.5%利多卡因溶液进行局部浸润麻醉。
②0.5%~1%普鲁卡因溶液常用于局部浸润麻醉,见效快、毒性小。
2.动物麻醉方法的选择 实际操作中常选择的有吸入麻醉、静脉麻醉、腹腔或肌内注射麻醉等。选择麻醉方法时应根据动物的种属特性、实验要求及客观条件,选择安全、有效、简便、经济又易管理的方法。
3.实验动物麻醉用药量的确定
(1)确定实验动物麻醉的合适剂量可按下述方法进行。
①先用小剂量探索中毒量或致死量,然后用小于中毒量的剂量,或取致死量的1/10~1/5作为应用剂量。
②确定剂量后,如第一次用药的作用不明显,动物也没有中毒的表现,可以加大剂量再次实验。在一般情况下,在适宜的剂量范围内,药物的作用常随剂量的加大而增强。
③确定动物给药剂量时,要考虑给药动物的年龄和体质强弱。以狗为例:6月龄以上的狗给药剂量为1份时,3~6月龄的则给1/2份,45~89天龄的给1/4份,20~44天龄的给1/8份。
④给药途径不同,所用给药剂量也不同。以口服量为1,则肌内注射量为0.20~0.30,静脉注射量为0.25。
(2)人与动物的用药量换算方法:人与动物对同一药物的耐受性不同,一般动物的耐受性要比人大,单位体重动物的用药量比人要多。按单位体重口服用药量换算其比例如下:人用药量为1,小鼠为0.50~1,兔为0.15~0.20,狗为0.5~0.10。如给药途径为静脉注射、皮下注射、腹腔注射,则换算比例应适当减小些。
【实验物品】
(1)术前用药:巴比妥钠(鲁米那)、地西泮(安定)、阿托品、哌替啶等药物适量。
(2)麻醉药类等物品:局部麻醉可选用普鲁卡因、利多卡因、布比卡因等适量;全身麻醉可选用硫喷妥钠、氯胺酮、戊巴比妥钠、氨基甲酸乙酯(乌拉坦)等适量。
(3)器械类等物品:消毒钳、清创手术包若干、生理盐水、无菌洞巾、纱布、棉球、局部麻醉注射针、7号注射针、5 mL注射器、20 mL注射器、输液装置、无菌药杯、小烧杯、玻璃麻醉箱等若干。(https://www.daowen.com)
【操作步骤】
(1)麻醉前准备:麻醉前对实验动物的身体状况、体质、体重进行正确评估,观察和评估动物的呼吸、心率、瞳孔、浅反射、肌肉张力等情况。术前进行皮肤过敏试验、静脉输液。
(2)麻醉前用药:术前30 min以内选适当药物进行肌内注射。
(3)动物麻醉的具体操作如下。
①局部麻醉技术:用局部麻醉药阻滞实验动物周围神经末梢或神经干、神经节、神经丛的冲动传导,产生局部性的麻醉区,称为动物局部麻醉。本法适用于大中型动物各种短时间内的实验。
a.局部浸润麻醉:首先固定好实验动物,皮肤消毒铺巾后,用0.5%~1%盐酸普鲁卡因皮内注射,先在局部皮肤切口处做皮丘,然后从皮丘进针,向皮下、筋膜、肌肉等分层做浸润注射。在扩大浸润范围时,针尖应从已浸润过的部位刺入,以减少疼痛和不适,并须避开血管。
b.区域阻滞麻醉:将麻醉药注射于手术区的周围,所有进入该区的神经均被阻滞。
c.神经阻滞麻醉:将麻醉药注入神经干的周围,麻醉药注入后须等待一段时间才能起效。
②注射麻醉技术:常用非挥发性的麻醉药,包括戊巴比妥钠、硫喷妥钠、氨基甲酸乙酯等,是实验室最常采用的麻醉剂之一,可用作腹腔和静脉注射麻醉,操作简便。腹腔注射法适用于大鼠、小鼠和豚鼠;狗、兔等动物多使用静脉注射给药,也可用腹腔注射给药。由于各麻醉剂的作用时间长短以及毒性有差别,所以在腹腔注射给药和静脉注射给药麻醉时,一定要控制好药物的浓度和注射量。
a.腹腔注射给药麻醉法:非吸入性麻醉药注入腹腔,经腹膜吸收而产生全麻作用。本法具有使用方便、呼吸抑制较静脉注射给药麻醉轻等优点。狗、兔等动物的用量相当于静脉麻醉剂量,大鼠、小鼠的用量要少于静脉麻醉剂量。如1%硫喷妥钠溶液,每只小鼠腹腔注射0.1~0.3 mL/只,每只大鼠0.6~0.8 mL/只即可。药物的注射部位在动物的后腹部,腹股沟韧带中点前方两横指处。
b.静脉注射给药麻醉法:经狗后肢大隐静脉或兔的耳缘静脉注入。如在兔实验麻醉时,首先进行兔耳缘静脉注射输液,输液成功后经输液静脉直接注射给药,也可用2 mL注射器,7号针头直接经兔耳缘静脉缓慢注入药液,注射后要仔细观察兔神志、瞳孔、肌肉松弛情况。兔在按上述方法准确静脉注入乌拉坦2~5 mL/kg或注入10%戊巴比妥钠溶液后,2~4 min出现精神沉郁、感觉障碍、站立不稳、闭目似睡、瞳孔逐渐缩小等症状;5~7 min后,全身肌肉放松,用手捏后腿无反射,瞳孔扩大,角膜反射消失,瞳孔对光反射存在,处于抑制状态,昏迷逐渐加深,个别个体可有一短暂的兴奋期,表现为烦躁不安、鸣叫、转头等;再持续3~5 min就进入麻醉状态,此时将兔固定在手术台上,即可施行手术。若应用超大剂量时可抑制延髓的呼吸中枢和血管运动中枢,引起血压下降,瞳孔突然扩大,呼吸停止。因此,在注射麻醉药物时,先注入麻醉药总量的2/3,然后密切观察动物生命体征的变化,如已达到所需的麻醉程度,余下的麻醉药则不用,避免麻醉过深。在麻醉兴奋期出现时,动物挣扎不安,为防止注射针滑脱,常用吸入麻醉法进行诱导麻醉,待动物安静后再行腹腔或静脉穿刺给药麻醉。
c.肌内注射给药麻醉法:操作更为简便,麻醉诱导时间长,安全性较大,所用药物种类、剂量与静脉注射给药麻醉相同,也是实验中常用的麻醉方法。
③吸入麻醉法:如使用乙醚麻醉兔,首先将装有浸润乙醚棉球的小烧杯放入一个密闭的玻璃麻醉箱内,然后将动物放入玻璃麻醉箱内,观察动物麻醉效果。开始动物能自主活动;不久动物异常兴奋,不停地挣扎,随后排出大小便;隔4~6 min,动物即可被麻醉,渐渐地由兴奋转为抑制,倒下不动,呼吸变慢,四肢紧张度明显降低,角膜反射迟钝,皮肤痛觉消失,则表示动物已进入麻醉状态。麻醉后应立即取出动物进行手术和操作。在实验过程中,动物麻醉变浅时可将蘸有乙醚的棉球放在动物鼻部,以维持麻醉的深度,延长麻醉时间。
(4)麻醉的观察与管理:在动物自麻醉诱导期至清醒之前对动物瞳孔、呼吸、心率、浅反射、肌肉张力及麻醉效果进行观察和施行管理,在麻醉过程中必须善于判断麻醉程度,观察麻醉效果。动物的麻醉效果直接影响实验的进行和实验结果:如麻醉过浅,动物会因疼痛而挣扎,甚至出现兴奋状态,呼吸、心跳不规则,影响观察;如麻醉过深,动物机体的反应性降低,甚至消失,更为严重的是抑制延髓生命中枢,使呼吸、心跳停止,导致动物死亡。
①判断麻醉程度的指标:a.呼吸:若呼吸加快或不规则,则麻醉过浅,可再追加麻醉药物;若呼吸由不规则转变为规则且平稳,说明已达到麻醉深度;若动物呼吸变慢,且以腹式呼吸为主,说明麻醉过深,动物有生命危险。b.反射活动:角膜反射灵敏,则说明麻醉过浅;角膜反射迟钝,说明麻醉程度适宜;角膜反射消失,伴瞳孔散大,则说明麻醉过深。c.肌张力:若肌张力亢进,说明麻醉过浅;全身肌肉松弛,说明麻醉合适。d.皮肤夹捏反应:麻醉过程中可随时用血管钳或有齿镊夹捏动物皮肤,若反应灵敏,则说明麻醉过浅;若反应消失,则说明麻醉程度合适。
②麻醉过程中的管理及处理:在这些指标发生改变时应及时做出相应的处理,如动物出现呼吸抑制应立即停止使用麻醉药,以减轻麻醉程度。一旦发生窒息,应寻找原因及时处理。如呼吸停止,立即进行人工呼吸,方法是单手手指有节律地挤捏胸廓,并可注射肾上腺素和静脉注入呼吸兴奋剂。术中动物心搏骤停时应立即进行胸外心脏按压并给予肾上腺素等。
【注意事项】
(1)局部麻醉:局部麻醉药误入血管后或用药过量可引起中毒反应。轻者有恶心、呕吐、面色苍白、昏晕;重者有发绀、惊厥等,如不及时处理,可引起呼吸循环衰竭。局部麻醉药中毒反应的预防:①一次用药量不应超过限量,根据具体情况和用药部位酌情减少剂量;②注药前应回抽看有无血液,以避免药液误入血管;③局麻药内加入适量肾上腺素;④麻醉前应用安定类药物,减少中毒反应;⑤一旦发生中毒反应,应立即停止用药,吸入氧气。
(2)使用全身麻醉剂的注意事项。
①注意体重与麻醉剂量的关系:麻醉前一定要先称动物体重,然后严格按照参考剂量给药。在使用麻醉剂时,必须密切注意观察动物的状态,以确定麻醉药用量。麻醉的深浅可根据呼吸的深度和频率、角膜反射的敏感度、四肢和腹壁肌肉的紧张性以及皮肤夹捏反应等指标进行判断。在使用麻醉剂过程中,随时检查动物的反应情况,当上述指标明显减弱或消失时,应立即停止给药。
②注意麻醉剂的用量:除参照一般标准外,还应注意动物个体差异,不同的动物个体对麻醉剂的耐受性不同。
③注意给药速度:在采用静脉注射时,应缓慢注射或者将前一半药量快速注入,使其迅速渡过兴奋期,后一半药量缓慢注入。
④注意补加麻醉剂的方法:当麻醉深度不够,动物出现挣扎、呼吸急促等反应时,可临时适当补加麻醉剂,一般每次补加剂量不宜超过注射总量的1/10~1/5。
⑤注意麻醉过量的处理:当麻醉过量时,动物呼吸慢而不规则,甚至呼吸停止、血压下降、心跳微弱或停止。此时应立即进行抢救,如进行人工呼吸和心脏按压,必要时用苏醒剂。
⑥注意麻醉时要保温:麻醉期间,动物的体温调节功能往往受到抑制,出现体温下降,可影响实验的准确性。此时常需采取保温措施,保温的方法有实验桌内装灯、电褥、台灯照射等。无论用哪种方法保温都应根据动物的肛门体温而定,常用实验动物的正常体温如下:猫38.6℃±1.0℃,兔38.4℃±1.0℃,大鼠39.3℃±0.5℃。
(齐鲁医药学院 胡金莲)
(新泰市人民医院 高传强)
(齐鲁医药学院 李若男)