新手外科医生的啮齿类动物手术原则

摘要

在尝试进行手术之前，新晋外科医生应接受基本外科技术和概念的培训。本文将介绍基本的外科注意事项，并重点阐述啮齿类动物的相关内容。

摘要

出于科学和动物福利两方面的考虑，在对啮齿类动物实施手术之前，必须先接受基本外科概念和技术的培训。对于需要在研究方案中对啮齿类动物实施手术的学生、博士后学者及其他研究人员而言，他们可能并未在其必修课程中接受过正式的外科培训。手术本身是一项技术性技能，需要通过实践不断提高。然而，无菌技术的原则往往未被充分解释或教授。对于大多数新晋外科操作者而言，这些关键信息通常以零散的方式呈现，或在实际工作中边做边学，这两种方式均不理想。这也可能增加学习特定手术操作的难度，因为新手外科操作者需要同时学习手术技术和无菌原则。本文总结并提出了成功开展啮齿类动物手术所必需的基本外科技能和技术建议，旨在作为使用者所在机构提供实践培训的补充材料。

方案

1. 手术前需了解有关在科研与教学中使用动物的法律与伦理要求

1. 所有外科手术操作必须获得当地伦理或法律机构（如 IACUC、伦理委员会或内政办公室等）的批准。
2. 在开始操作前，务必确保已获得上述批准。
3. 若对外科手术的批准或动物使用许可存在任何疑问，不得进行操作。

2. 理解无菌技术

1. 无菌的概念
   1. 无菌技术的目标是在开始手术前尽可能减少或消除动物体表及环境中存在的正常菌群。这意味着手术器械需经过灭菌处理，手术操作台面需进行消毒，同时动物体表和外科医生的手部也需消毒。
   2. 如果手术操作得当，则除镇痛外，无需使用预防性抗生素或其他任何治疗措施。
   3. 即使采用出色的无菌技术，仍可能将来源于手术对象的细菌带入手术创口。正确的无菌技术可将感染性病原体（主要是细菌）引入手术部位的风险降至最低。
2. 无菌区域
   1. 无菌区域包括手术操作区、动物身上已准备好的区域以及外科医生身体的前部。
3. 无菌状态的破坏
   1. 当外科医生触碰无菌区域以外的物体时，即发生无菌状态的破坏。这些物体可能包括其面部、照明设备、动物身上未消毒的区域或非无菌器械。
   2. 这正是可能需要使用预防性抗生素的原因。
   3. 请记住，正在进行一项特殊的操作。应保持冷静、专注且操作精准。

3. 手术准备

1. 啮齿类动物手术无需专用手术室。理想情况下，手术应在实验室内的独立区域进行，例如生物安全柜或层流柜。无论选择何种区域，该区域都应整洁、光线充足，并远离人员走动频繁的通道。啮齿类动物手术通常在实验台面上进行。在布置手术区域前，应使用消毒剂彻底清洁台面。
2. 手术人员配备助手会有所帮助。助手可协助实施麻醉、准备动物以及监测术后恢复情况。这使得主刀人员可在动物准备的同时进行自身准备，从而缩短动物处于麻醉状态的时间，并可能提高手术通量。
3. 应将手术区域划分为三个独立的区域：准备区、手术区和恢复区。
4. 在准备区，准备以下所需物品：
   1. 润滑性眼膏
   2. 毛发剪或剃刀
   3. 纱布
   4. 外科擦洗液
      1. 常用的外科擦洗液包括碘伏或氯己定。
      2. 70%异丙醇也常用于外科擦洗过程。
5. 在手术区，准备并摆放所需物品：
   1. 用于维持啮齿类动物体温的热源
      1. 理想的热源是循环水加热垫。电加热垫不适用于手术。也可使用装有温水的外科手套或化学暖手袋。若使用后两种方式，必须在手术过程中密切监测其温度。
   2. 手术平台
      1. 可在热源上方放置无菌防水垫作为手术平台。
   3. 一次性用品
      1. 可能包括：无菌手术巾、纱布、棉签、用于动物给药的液体、组织灌洗液。
   4. 无菌器械
      1. 所需器械种类因手术类型而异，但通常包括手术刀、组织牵开器、镊子、止血钳和剪刀。
      2. 若需在同一台手术中对多个动物使用相同器械，应配备器械灭菌器或灭菌溶液
         1. 动物间手术器械的灭菌常采用热珠灭菌器。
   5. 用于关闭手术切口的材料
      1. 所用材料取决于手术部位和具体应用，可能包括：缝线与缝针、皮肤钉合器与钉合钉、或组织胶
   6. 其他任何特殊设备（立体定位仪、植入物、手术显微镜）

4. 手术器械的准备

1. 手术开始前，器械应保持清洁且无菌。通常通过制备完整的手术包并进行高压灭菌来实现。
2. 同一套器械可在多次啮齿类动物手术中使用，而无需重复高压灭菌和重新打包，但在不同动物之间必须进行清洁和灭菌。
   1. 若使用高温珠灭菌器，务必在灭菌后留出足够时间使器械冷却。可通过将器械浸入无菌水中实现冷却。
   2. 也可使用化学灭菌剂，但需要较长的接触时间（约10分钟，可能需30至60分钟），且使用后需进行冲洗。酒精不属于灭菌剂。
3. 将器械按使用顺序排列在无菌防水手术巾上。

5. 手术前动物准备

1. 术前需给予的三种处理为麻醉、镇痛和抗生素。
   1. 手术必须进行麻醉。麻醉剂可通过吸入或注射途径给予。
      1. 目前最常用的吸入性麻醉剂是异氟烷。
      2. 最常用的注射类麻醉剂是氯胺酮与赛拉嗪的组合，可能另加一种镇静剂。
      3. 请咨询您所在机构的兽医人员以确定合适的剂量。
   2. 建议使用预先镇痛（pre-emptive analgesia），且应在手术开始前给予。
      1. 常用的非甾体类抗炎药包括氟尼辛和卡洛芬。
      2. 可用的阿片类药物可能包括丁丙诺啡、吗啡或芬太尼。
      3. 请咨询您所在机构的兽医人员以确定合适的药物剂量和给药途径。
   3. 若手术操作规范，通常无需使用抗生素，仅在某些高风险的胃肠道手术中例外。
      1. 如需使用抗生素，应在围手术期给予（即首次切口前）。
      2. 请咨询您所在机构的兽医人员以确定合适的抗生素种类、剂量和给药途径。
2. 手术切口部位的准备
   1. 剃除切口部位的毛发。通常应剃除面积约为预计切口大小三倍的区域。剃毛和准备区域的大小可能受限于动物体型或身体部位的大小。
   2. 使用多次涂抹的外科擦洗液和异丙醇对剃毛区域进行消毒。通常先使用擦洗液，再使用酒精，最后以一次擦洗液涂抹结束。
   3. 外科擦洗应以环形方式进行，从中心开始向外螺旋扩展；对于较小的动物，也可采用单向方式进行。
      1. 若采用单向擦洗，应在剃毛区域的头侧边缘放置无菌纱布，覆盖动物的毛发。通过无菌纱布轻柔抓握并固定动物。将擦洗液和酒精从无菌纱布处单向涂抹远离。
3. 将动物转移至手术区域
   1. 转移动物时应使已准备好的手术部位朝上，且不得触碰已准备的部位。
   2. 将动物放置于手术区域时，应使手术部位朝上，面向外科医生。
4. 为动物铺巾
   1. 若由助手为动物铺巾，助手必须注意：铺巾的外表面被视为无菌区域的一部分，不得由助手触碰。铺巾操作通常由外科医生完成，铺巾也包含在手术包内。
   2. 一般推荐使用标准的一次性防水纸巾。

6. 为手术做好外科医生的准备

1. 外科医生的准备工作应强调即将进行一项特殊操作，在此过程中，医生必须时刻注意自己进出无菌区域的每一个动作。
2. 头发和面部通常分别用帽子和口罩遮盖。这些防护用品应在手术开始时使用新的，但无需在每只动物之间更换。
3. 外科医生应穿戴一次性手术衣、清洁的一次性实验服，或至少是清洁的实验服。这些衣物无需在每只动物之间更换，但应在不同手术批次之间更换。
4. 手术前应彻底清洁双手。应使用外科手套或检查手套。若使用检查手套，佩戴前需用外科消毒剂清洗。手套应在每只动物之间更换。

7. 手术过程中

1. 保持无菌区域。
   1. 当你的双手和手术区域已达到无菌状态后，必须小心移动，并牢记不要破坏无菌环境。这包括只能在无菌区域上放置器械，避免搔抓鼻部，以及仅通过无菌洞巾接触手术部位。
2. 组织处理
   1. 轻柔操作组织。保持组织湿润，尤其是在手术时间较长时。尽量减少组织腔隙的形成和不必要的解剖操作。
   2. 正确的组织处理可降低术后感染的风险和几率，加快愈合速度，并减轻术后疼痛。
3. 补充丢失的液体
   1. 在啮齿类动物中，常用的补液途径为皮下或腹腔注射。对于小型动物应使用小体积液体，例如小鼠腹腔注射1–2 ml。
   2. 加温的液体有助于防止体温下降。小鼠和大鼠的体温高于人类，因此液体温度应更高。
4. 维持体温
   1. 在手术期间将加热垫置于动物身下，以及在恢复期间置于笼内，是维持动物体温的标准方法。
      1. 使用加热垫时需谨慎——仅使用标明适用于手术的加热垫。其他类型可能导致热损伤。
   2. 通过腹腔给予加温液体也可能有助于维持动物体温。
5. 手术显微镜——可能有助于某些操作（如显微血管手术、年长的外科医生等）。也可通过使用放大镜（如头戴式放大镜）等工具实现类似效果。

8. 术后恢复注意事项

1. 动物应在平坦的纸垫料（无菌纸巾等）上恢复，而不是使用标准的动物饲养垫料。
2. 保持动物温暖。温暖有助于加快恢复。通常可通过将恢复笼的一半置于加热垫上，使动物在恢复过程中自行选择适宜的温度。
3. 在所有动物外观恢复正常之前，不得将其或笼具送回动物饲养区。任何接受手术的动物必须在笼内恢复自主翻身能力，并能正常活动后，方可返回饲养区。
4. 术后应监测动物是否出现意外的疾病或感染迹象。动物在手术后通常会轻微减重，但在适当镇痛及提供食物的情况下，应能迅速恢复体重。

9. 术后监测是成功手术的最后环节

1. 术后 5 至 7 天内，监测动物的一般状况。
   1. 术后动物应精神良好、警觉且活跃。它们应能正常与同笼动物互动，正常进食饮水，并能维持物种特有的正常姿势。
   2. 若动物出现精神抑郁、厌食或反应迟钝，应检查其原因。需考虑是否存在未处理的疼痛或感染。
2. 食物和液体摄入对恢复也至关重要。
   1. 术后摄食量可能会有所下降。可通过使食物和水更易于获取来缓解这一情况。
      1. 使用更长的饮水管可能有所帮助。
      2. 每天在笼底提供湿润的食物，也可能促进动物进食。
   2. 大鼠使用某些镇痛药后可能出现异食癖（pica），需注意动物可能因误食不适当物品（如垫料）而导致损伤。
3. 应监测动物手术切口是否有感染迹象。危险期为术后前 7 天，需每日检查。
   1. 感染的迹象包括发红、肿胀、分泌物（脓性或浆液性）、疼痛或切口裂开（dehiscence）。

10. 手术结束后，最后一步是评估手术的成功程度

1. 模型是否已诱导/部分移除/功能恢复？
2. 是否尽可能减少了疼痛？
3. 是否没有发生感染？
4. 成功！

讨论

在啮齿类动物上进行的实验性手术很少由兽医或医师实施，而通常由生物医学研究人员操作，这些研究人员往往缺乏外科原理和无菌技术方面的正规培训。在科研环境中，手术技术通常是从同事那里学习而来，而这些同事本身也通常未接受过正规培训。在实验室中进行的手术可能主要被视为制备动物模型的一种方法，其目的是为研究建立一组实验动物。尽管特定的手术操作通常依赖手眼协调能力和技术技巧，而这些能力可以通过练习获得，但与无菌技术概念相关的原理和技能（从而实现无感染手术）无法仅通过练习获得，且往往未能充分传授给研究人员。

缺乏外科手术原则方面的正规培训，可能导致研究人员无法充分理解技术正确的外科操作与动物术前及术后护理具有同等重要性。综合考虑手术操作本身以及动物围术期护理，将有助于提高动物福利水平，并提升外科模型所获取数据的质量。例如，亚临床的术后感染可能干扰实验结果，而疼痛引起的动物行为和生理变化同样可能造成干扰。作为被捕食物种，大多数啮齿类动物表现出惊人的隐忍性，即使遭受术后疼痛或感染，也可能仅表现出极少的临床症状。此外，由于生物医学研究人员普遍缺乏对啮齿类动物疼痛或痛苦表现的识别训练，使得这些细微的症状更加难以察觉。同时，啮齿类动物主要在黑暗周期内活跃，而此时工作人员通常无法观察术后疼痛相关的临床和行为表现。本视频不能替代正规的外科培训——理想的培训应由研究机构提供并包含实际操作环节——但旨在为研究人员提供常见问题的概述，以及无菌操作和相关技术的可视化演示，以帮助其建立在啮齿类动物上实施可存活外科手术所需的基本操作能力。