化合物给药 II

此处描述的所有动物实验操作必须遵循机构动物伦理指南，并经动物护理与使用委员会（IACUC）批准。所有操作均须遵守3R原则——替代（Replacement）、减少（Reduction）和优化（Refinement），并由经过培训的人员执行。

1. 局部应用

1. 在必要时应使用麻醉，以尽量减少准备和给药过程中的疼痛与痛苦。
2. 在涂抹任何药膏或乳膏前，应使用脱毛膏或剃除方法将施用区域的毛发完全清除。
3. 彻底清洁并干燥皮肤。
4. 使用棉签或直接滴加的方式将药物直接施用于皮肤，以避免接触技术人员。
5. 为获得最佳效果，应分多次涂抹薄层药膏或乳膏，而非一次性涂抹厚层。
6. 液体药物应分开毛发，将一滴药液施于暴露的皮肤上。
7. 进行局部给药时，由于动物可能通过理毛行为导致药物被吸收，存在全身吸收的风险。应采取预防措施，避免意外摄入或药物过早被清除。可使用小型颈圈或防护罩，防止动物接触受处理部位。在某些情况下，还需单独饲养，以防止笼内同伴动物相互理毛。
8. 仅在必要时且在最短必需时间内对动物进行单独饲养；由于单笼饲养是一种公认的应激源和潜在混杂因素，其使用必须有科学依据，并尽可能减少。

图1. 小鼠的局部给药。

2. 口服给药

1. 通过饲料或饮水向动物给予化合物时，必须根据体重计算每日最低剂量。可使用实验所用小鼠或大鼠品系的平均体重进行计算，除非特别要求对每只动物 individually 称重并分别计算剂量。
2. 例如，若目标剂量为每天每千克10毫克，动物平均体重为30克（即0.03千克），每笼饲养5只动物。
3. 将上述数值相乘，可得每笼每天所需的总剂量，最终结果为每笼每天1.5毫克。该剂量应存在于该笼动物每日平均摄入量中。
4. 对于需要精确测量食物和/或饮水摄入量的实验方案，动物必须单只饲养。
5. 动物必须能够持续获取饲料，且应根据研究要求在适当情况下提供自由采食（ad libitum feeding）。
6. 可根据实验需求定制特殊饲料或零食。
   1. 用配制好的饲料替代标准饮食，使动物在全天内持续摄入目标化合物。
   2. 由于化合物可能不稳定，此类饲料可能需要比常规饲料更频繁地更换。
7. 也可将物质溶解于饮水中进行给药，使动物在全天内持续摄入化合物。
   1. 在饮水中添加少量糖以提高适口性。具体添加量应根据小鼠对饮水的接受程度确定，应使用尽可能小的增量。
   2. 更换饮水的频率取决于化合物的稳定性。某些物质可能对光敏感或随时间发生沉淀。

3. 口服灌胃操作

小鼠使用18-20号×1.5英寸的直型或弯型给药针头。大鼠则使用16-18号×2-3英寸的直型或弯型给药针头。这些针头可为可重复使用的不锈钢针头，也可为一次性针头。一次性针头可具有金属或柔性塑料杆，末端带有硅胶头。

1. 根据测试溶液的体积和黏度选择合适的注射器，并将给药针连接到注射器上。对于黏稠液体的给药，建议使用鲁尔锁式注射器。此类注射器通常从3 cc规格开始，具有100 µl的刻度。但对于较小体积或需要精确小剂量给药的情况，可能并不适用。
2. 将注射器固定在针头上时，应确保无需转动针头即可读取筒身上的刻度。一旦针头插入食管，任何旋转动作都可能导致食管破裂，从而导致动物死亡。
3. 用适当体积的待给药物质填充注射器（最佳体积 = 5 ml/kg，最大体积 = 20 ml/kg）
4. 正确的固定对该操作至关重要。
   1. 通过抓住小鼠头部基部的皮肤并捏住颈背部皮肤来手动固定小鼠。重要的是，应使动物身体从头部到尾部保持在一条直线上。身体的任何扭转都会妨碍灌胃针进入食管。
   2. 紧紧捏住颈背部皮肤，使头部的左右移动最小化。必须稳定后肢以防止身体旋转。
   3. 对大鼠进行灌胃时，用每只手的食指和中指分别夹住其颈部两侧，手掌置于动物背部，拇指、无名指和小指环绕胸部，以防止动物前后移动。手指在颈部两侧的位置可防止大鼠转头。
   4. 必须保持身体呈直线且无扭曲，以协助灌胃针顺利插入，避免对口腔、咽部、食管或胃造成损伤。
   5. 确保头部无过度的左右晃动。
   6. 可通过让后肢脚掌接触实验台面或笼盖来稳定后肢，防止身体旋转。
   7. 在固定过程中，应持续监测动物，确保其呼吸正常。
   8. 尽管口服灌胃通常在清醒动物中进行，但在动物高度应激、难以固定或需要重复给药的情况下，可考虑使用轻度麻醉；然而，由于其可能影响生理参数，使用时应谨慎评估。
5. 物质的给药
   1. 给药前，从体外测量导管从头部到胸骨的长度，在鼻部位置做标记，插入时不得超过此点，以防胃穿孔。
   2. 将针头弯曲面朝下，与颈部自然弯曲方向一致。从右侧或左侧口角处，沿门齿与臼齿之间以一定角度向咽后部插入针头。
   3. 当针头进入口腔后，利用灌胃针将头部向后倾斜，直至鼻尖朝上。此步骤在使用直针时尤为重要。针头应能顺利滑入食管，切勿强行推进。若感到阻力，应将针头退出并重新尝试。
   4. 当针头到达胃内位置后，轻柔地注入化合物。
   5. 拔出针头时，确保弯曲针头不发生旋转。灌胃针应以与插入时相同的动作缓慢而轻柔地撤出。
   6. 若动物开始挣扎，应立即取出给药针，并更牢固地固定动物。
   7. 操作过程中，若动物出现发绀或呼吸困难，或有液体从口中流出，应立即移除给药针并将动物放回笼中。
   8. 通常情况下，在对大鼠和小鼠进行灌胃，尤其是使用腐蚀性物质时，建议先给予少量液体以观察是否引发咳嗽，确认无误后再给予全部剂量。这样，若针头位置不正确，进入肺部的液体量较小，动物恢复的可能性更大。

图 2. 小鼠（左）和大鼠（右）的灌胃操作。

关键术语与定义
给药途径主要有两种：肠内给药（通过消化道）和肠外给药（在消化道外给药）。给药途径的选择主要取决于研究的具体要求。肠外给药的主要优势在于化合物不会经历肝脏代谢，从而具有更高的生物利用度。然而，许多实验方案需要将化合物经口给予，以更好地模拟物质在自然状态下的摄入方式。最佳给药途径应根据受试化合物的性质来确定。
口服给药：口服给药是人类最常用的药物给药方式，通常通过片剂、胶囊或液体药物形式实现。片剂和胶囊在啮齿类动物中难以使用，因此小鼠和大鼠常用的口服给药方式包括将化合物溶解于饮水中、使用含有受试化合物的特制饲料，或将化合物加入零食中。当通过饮水给药时，常在水中添加蔗糖以提高适口性。但蔗糖浓度需精确控制，以促进动物正常饮水，避免因过甜而导致饮水过量。
多项研究表明，反复进行口服灌胃对小鼠和大鼠均会造成应激反应，同时也增加了动物护理人员的工作负担。目前已有商业化的饲料，其中含有常用剂量的化合物，例如用于清除啮齿类动物寄生虫的芬苯达唑。此外，一些公司还提供含有抗炎药、镇痛药、抗寄生虫药或抗生素的药用零食。为小鼠和大鼠生产配方饲料的公司可根据实验需求定制特殊试验饮食。许多实验室也自行配制含有蜂蜜、花生酱或果味明胶的零食用于给药。
口服给药的精确性较差，因为化合物的摄入量取决于动物对食物或水的接受程度、化合物的稳定性以及笼内动物的数量。然而，如果实验对剂量精确性要求不高，这种非侵入性给药方式最有利于动物福利。
口服灌胃：口服灌胃是一种更为精确的肠内给药方法，可将化合物在特定时间以指定体积直接送入动物胃内。但该技术需要经过专门培训才能成功实施。正确固定动物对该技术的成功至关重要。若头部和身体位置不当，可能导致口腔、咽部、喉部、气管、食管或胃部损伤。操作时必须牢固抓握动物，使其头部无法扭转，以防止上述损伤的发生。
灌胃针有可重复使用和一次性两种类型。尽管一次性针头成本较高，但在对多个动物进行给药时可避免交叉污染的风险。灌胃针有多种规格，小鼠通常使用20-22号，大鼠使用18-20号。针头的选择取决于动物体型、液体体积以及待给药溶液的黏度。
口服灌胃应在动物清醒状态下进行，以降低针头误入气管的风险。清醒动物保留吞咽反射和呕吐反射，有助于针头正确进入食管。一项研究表明，预先在灌胃针上涂覆蔗糖可诱发吞咽反射，并缩短针头通过食管所需的时间。
局部给药：将局部作用药物直接施用于皮肤表面，通常仅作用于施用部位。这类药物可为乳膏、 lotion（乳液）、软膏、泡沫或凝胶等形式。由于动物倾向于舔舐施药区域，因此必须考虑药物经口摄入后的毒性。
局部药物通常用于产生局部效应，但根据皮肤完整性、施药面积、药物浓度、暴露时间及脂溶性等因素，也可能发生全身吸收。皮肤水合程度高且角质层较薄时，会缩短吸收时间。
在进行局部给药时，由于动物可能舔舐施药区域，存在全身吸收的风险。应采取预防措施，避免意外摄入或药物过早被清除。可使用小型颈圈或防护罩，防止动物接触受影响的身体部位。在某些情况下，还需单独饲养，以防止笼内同伴相互理毛。但单独饲养仅应在必要时进行，并尽可能缩短持续时间，因其可能成为应激源和潜在混杂因素，必须加以论证并尽量减少使用。
本视频将帮助您解答的问题
如果能够将化合物掺入饲料或饮水中，这是最安全且最人道的给药方式。口服灌胃虽能实现精确给药，但对动物造成较大应激，且需要较高的操作技术。局部给药在完成施药区域准备后，通常无需或仅需极少的动物固定。在选择给药途径时，应充分考虑其可能对动物造成的应激影响。