新型小鼠灌胃器的建立與效果評(píng)價(jià)*

晉樂(lè)飛，段書(shū)音，吳衛(wèi)東，姚　武，黃　輝，馮斐斐

1)鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病學(xué)教研室 鄭州 450001　2)鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院勞動(dòng)衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生學(xué)教研室 鄭州 450001　3)新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院勞動(dòng)衛(wèi)生學(xué)教研室 新鄉(xiāng) 453000　4)鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院衛(wèi)生毒理學(xué)教研室 鄭州 450001

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新型小鼠灌胃器的建立與效果評(píng)價(jià)*

晉樂(lè)飛1)，段書(shū)音2)，吳衛(wèi)東3)，姚武2)，黃輝2)，馮斐斐4)#

1)鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病學(xué)教研室 鄭州 4500012)鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院勞動(dòng)衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生學(xué)教研室 鄭州 4500013)新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院勞動(dòng)衛(wèi)生學(xué)教研室 新鄉(xiāng) 4530004)鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院衛(wèi)生毒理學(xué)教研室 鄭州 450001

關(guān)鍵詞灌胃器；小鼠；機(jī)械損傷

摘要目的：建立一種新的小鼠灌胃器，評(píng)價(jià)其灌胃效果。方法：24只清潔級(jí)昆明小鼠隨機(jī)分為兩組，分別采用常規(guī)小鼠灌胃針(常規(guī)組)和新建立的小鼠灌胃器(新型灌胃器組)灌胃，每只小鼠按照10 μL/g灌注用生理鹽水配制的含體積分?jǐn)?shù)50%的藍(lán)墨水，記錄兩組灌胃操作時(shí)間(從固定好小鼠到灌胃結(jié)束)和成功率(解剖發(fā)現(xiàn)胃部有藍(lán)色液體為灌胃成功標(biāo)志)，比較兩組的灌胃效果。結(jié)果：常規(guī)組操作時(shí)間為(34.39±7.58) s，新型灌胃器組操作時(shí)間為(14.23±1.43) s，新型灌胃器組操作時(shí)間短于常規(guī)組(P<0.001)。新型灌胃器組無(wú)一只因操作不當(dāng)引起小鼠食道損傷或誤灌入氣道死亡，藥物順利到達(dá)胃部，成功率達(dá)100.0%；常規(guī)組成功率為83.3%，有2只因灌胃針穿透食管使藥物進(jìn)入胸腔。結(jié)論：制作的新型小鼠灌胃器灌胃操作簡(jiǎn)單、無(wú)創(chuàng)，有助于提高動(dòng)物福利和減少科學(xué)的變異性，值得推廣使用。

Establishment and assessment of a novel oral gavage device for mice

AbstractAim: To establish a novel oral gavage device for mice and evaluate its effect. Methods: A total of 24 clean grade KM mice were randomly allocated into two groups and administered saline configurated with 50% volume fraction of blue ink(10 μL/g) using normal oral gavage device or novel oral gavage device,respectively. Moreover, the operation time(from mice being fixed in hand to the end of oral gavage) and success(blue liquid could be found in the stomach) rate were recorded.Results: The operation time of normal oral gavage device group was (34.39±7.58) s, which was longer than that of the novel oral gavage device group[(14.23±1.43) s](P<0.001). There was none case with esophagus or airway injury induced by improper operation when using the novel oral gavage device,and the success rate was 100.0%. However, two mice were penetrated through esophagus by gavage needle when using normal oral gavage device,and the success rate was 83.3%. Conclusion: The novel oral gavage device is simple, non-invasive and disposable in improving animal welfare and decrease scientific variability.

灌胃和口服是嚙齒類(lèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中主要的經(jīng)口給藥方法[1]。盡管不斷涌現(xiàn)出新的給藥方法，但灌胃仍然是動(dòng)物毒代動(dòng)力學(xué)和藥代動(dòng)力學(xué)研究中最常用的技術(shù)。與口服等其他給藥方法相比，灌胃能夠在保證精準(zhǔn)給藥的條件下使藥物快速達(dá)到吸收峰值[2]。由于小鼠體型小，常規(guī)的灌胃針灌胃方法除易引起小鼠的應(yīng)激損傷外，重要的是還可能引起一定程度的機(jī)械損傷(如氣道損傷、吸入性肺炎、食管穿孔和胃破裂)，甚至死亡[3-4]，從而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾。作者制作了一種新型小鼠灌胃器，其具有操作簡(jiǎn)單、基本無(wú)創(chuàng)的特點(diǎn)，有助于提高動(dòng)物福利和減少科學(xué)實(shí)驗(yàn)的變異性，報(bào)道如下。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組24只清潔級(jí)昆明小鼠(雌雄各半)，體重25～35 g，購(gòu)自鄭州大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)：SCXK(豫)2010-0002；常規(guī)飼養(yǎng)于鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院動(dòng)物房，在無(wú)特定病原體環(huán)境下飼養(yǎng)，12/12 h晝夜光照，溫度20～24 ℃，濕度40%～60%，飼料符合衛(wèi)生部頒布的“醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物全價(jià)營(yíng)養(yǎng)飼料標(biāo)準(zhǔn)”，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào)：SYXK(豫)2012-0007。24只小鼠按隨機(jī)數(shù)字表法分為兩組，每組12只，分別采用兩種方法進(jìn)行灌胃，灌胃前禁食6 h。

1.2常規(guī)小鼠灌胃器的制作及操作[5]取12號(hào)穿刺針頭，用銼刀將尖端磨平后焊一金屬小圓球(目的是防止損傷氣管或消化道)，針體長(zhǎng)約3 cm，連接1 mL注射器，即成常規(guī)小鼠灌胃器(圖1A)。操作時(shí)整個(gè)過(guò)程需要戴橡膠手套。用右手提起小鼠尾部，置于鼠籠或?qū)嶒?yàn)臺(tái)上，用左手的拇指和食指抓住小鼠兩耳后頸背皮膚，以小指壓住小鼠尾部即可。固定過(guò)程忌握力過(guò)大，勿握其頸部，以免導(dǎo)致小鼠窒息死亡。接著將小鼠置于左手心中，使小鼠軀體自然下垂，與水平面呈45°角即可。用灌胃器輕輕壓其頭部，使口腔和食管成一條直線后，再把灌胃針沿上腭壁輕輕插入小鼠食管。若有明顯“落空感”，并且小鼠可自行吞服藥物，則說(shuō)明灌胃成功，此時(shí)可緩緩抽出灌胃針。如果灌胃針插入的過(guò)程中遇到阻力，并且小鼠有強(qiáng)烈掙扎，這時(shí)必須拔出重插，防止藥物灌入小鼠氣管或插破食管導(dǎo)致小鼠死亡。

1.3新型小鼠灌胃器的制作及操作將長(zhǎng)約5 cm的聚乙烯管(外徑1 mm，內(nèi)徑0.5 mm)套在5 mL注射器針頭(長(zhǎng)約3 cm，直徑0.5 mm)，連接1 mL注射器，即成新型小鼠灌胃器(圖1B)。操作時(shí)，小鼠的抓取過(guò)程同上，將灌胃器前端的聚乙烯管靠近小鼠口腔，在小鼠自主吞咽的作用下，管子緩緩進(jìn)入食管(管子前端進(jìn)入口腔約2 cm，針頭在口腔外，以免針頭扎傷小鼠口腔)，注入藥物后，小鼠可自行吞服。

A：常規(guī)小鼠灌胃器；B：新型小鼠灌胃器。圖1　小鼠灌胃器

1.4灌胃效果分析分別對(duì)兩位新手進(jìn)行兩種灌胃器灌胃操作培訓(xùn)，待其能熟練操作后，正式開(kāi)始測(cè)試。分別采用相應(yīng)方法對(duì)兩組小鼠進(jìn)行灌胃。每只小鼠按10 μL/g(未超出小鼠最大灌胃劑量[6])灌胃用生理鹽水配制的含體積分?jǐn)?shù)50%的藍(lán)墨水。記錄灌胃操作時(shí)間 (固定好小鼠至灌胃完成)；然后運(yùn)用CO2吸入法窒息處死小鼠，解剖觀察小鼠胃部顏色，胃部有藍(lán)色液體為灌胃成功，判斷灌胃效果。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)處理應(yīng)用SPSS 21.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，兩組操作時(shí)間的比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，兩組成功率的比較采用精確概率法，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2結(jié)果

2.1兩組操作時(shí)間和成功率的比較常規(guī)灌胃器組操作時(shí)間為(34.39±7.58) s，新型小鼠灌胃器組操作時(shí)間為(14.23±1.43) s，兩組操作時(shí)間相比，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=9.054,P<0.001)。由于小鼠劇烈掙扎，常規(guī)灌胃器組有2只小鼠食管破裂，成功率為83.3%;新型小鼠灌胃器組無(wú)一只因操作不當(dāng)引起小鼠食管損傷或誤灌入氣道死亡，成功率為100.0%；兩組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.478)。

2.2兩組灌胃效果的驗(yàn)證經(jīng)解剖觀察，兩組小鼠胃部均能發(fā)現(xiàn)藍(lán)色印跡(圖2A和圖2B)。對(duì)兩例灌胃失敗的小鼠解剖，在胸腔部位觀察到藍(lán)色印跡(圖2C)。

A:常規(guī)灌胃器組；B:新型小鼠灌胃器組；C:常規(guī)灌胃器組灌胃失敗小鼠。圖2　兩組小鼠胃部的解剖學(xué)觀察

3討論

灌胃作為一種常用的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于化學(xué)藥物、有毒有害物質(zhì)的經(jīng)口毒理學(xué)評(píng)價(jià)。然而，近年來(lái)的研究[4, 7-9]發(fā)現(xiàn)，常規(guī)的灌胃方法在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也無(wú)疑引入了科學(xué)變異性，主要包括動(dòng)物應(yīng)激(如血壓、心率改變以及下丘腦-垂體-腎上腺軸的激活)，機(jī)械損傷以及對(duì)動(dòng)物自主活動(dòng)的影響。Vandenberg等[8]研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)激可干擾動(dòng)物內(nèi)分泌或非內(nèi)分泌的正常反應(yīng)，不能應(yīng)用于內(nèi)分泌干擾物的研究。另有研究[4]發(fā)現(xiàn)，1次/d連續(xù)灌胃10 d，大鼠死亡率為22%，死亡原因主要是灌胃針對(duì)食管的機(jī)械損傷。劉天雅等[9]的研究表明，常規(guī)灌胃方法可對(duì)小鼠的自主活動(dòng)產(chǎn)生影響。因此，建立一種新的灌胃方法對(duì)減少這些科學(xué)變異性并提高動(dòng)物福利的意義重大。

該研究中，作者建立了一種新型小鼠灌胃器。與常規(guī)灌胃針灌胃方法相比，新型灌胃器灌胃操作所需時(shí)間短，成功率高。新型灌胃器用聚乙烯管代替灌胃針，在小鼠主動(dòng)咀嚼和吞咽的同時(shí)完成給藥，大大降低了小鼠的應(yīng)激水平。聚乙烯材料硬度小，不會(huì)對(duì)小鼠的食管造成機(jī)械損傷，并且一次性使用后可以丟棄，避免了不同藥物灌胃的交叉污染。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)小鼠灌胃方法進(jìn)行了不同的改良。Hoggatt等[2]利用蔗糖的安撫和鎮(zhèn)痛作用，對(duì)灌胃針預(yù)涂蔗糖，該方法不僅減少了小鼠應(yīng)激反應(yīng)，而且縮短了灌胃操作時(shí)間，提高了動(dòng)物福利和實(shí)驗(yàn)效率，但是操作不當(dāng)，灌胃針仍有可能對(duì)小鼠食管造成機(jī)械損傷，且難以避免不同藥物灌胃的交叉污染；同時(shí)，蔗糖具有抗感染和促進(jìn)傷口愈合的作用[10]，可能會(huì)拮抗藥物的有毒有害效應(yīng)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。國(guó)內(nèi)有學(xué)者[11]選用醫(yī)用硅膠、ABS塑料和聚乙烯管制備了一次性小鼠灌胃器，該灌胃器也可減少對(duì)食管的刺激，避免灌胃不同藥物時(shí)的交叉污染，但取材相對(duì)較難，不利于技術(shù)的推廣。

與其他小鼠灌胃器相比，作者建立的小鼠灌胃器具有以下優(yōu)點(diǎn)：①所需器材簡(jiǎn)易，容易獲得，經(jīng)濟(jì)合理。②聚乙烯材質(zhì)較軟，避免了對(duì)小鼠食管的機(jī)械損傷，減少了小鼠的痛苦與不適。③操作簡(jiǎn)單，成功率高，容易掌握和推廣。④一次性使用，可避免灌胃不同藥物的交叉污染。

使用該灌胃器操作時(shí)，應(yīng)注意：套在注射器前端的聚乙烯管不宜過(guò)長(zhǎng)，3～5 cm為宜，方便灌胃時(shí)管子方位的掌控；灌胃時(shí)，避免用力將管子往小鼠食管里塞，聚乙烯管子雖然很軟，但是由于太細(xì)，用力過(guò)猛同樣會(huì)造成食管的機(jī)械損傷。

綜上所述，作者制作的小鼠灌胃器操作簡(jiǎn)單、無(wú)創(chuàng)，有助于提高動(dòng)物福利和實(shí)驗(yàn)效率，同時(shí)也避免了灌胃不同藥物的交叉污染，可以在各領(lǐng)域動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中推廣使用。

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JINYuefei1),DUANShuyin2),WUWeidong3),YAOWu2),HUANGHui2),FENGFeifei4)

1)DepartmentofEpidemiology,CollegeofPublicHealth,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001

2)DepartmentofOccupationalandEnvironmentalHealth,CollegeofPublicHealth,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou4500013)DepartmentofOccupationalHealth,CollegeofPublicHealth,XinxiangMedicalUniversity,Xinxiang4530004)DepartmentofToxicology,CollegeofPublicHealth,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001

*國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目81402712；鄭州大學(xué)青年教師專(zhuān)項(xiàng)科研基金資助項(xiàng)目1421329082

Key wordsoral gavage device;mouse;mechanical injury

中圖分類(lèi)號(hào)R114

通信作者#，女，1983年4月生，博士，講師，研究方向：環(huán)境污染物引起的肺部損傷，E-mail:feifeifeng@zzu.edu.cn

doi：10.13705/j.issn.1671-6825.2016.01.028