籠舍改造對阻斷海象牙齒磨損行為的研究

文/王致遠 趙國超 徐露蓮 王剛 陶水科 董艷超

本文通過對海象獠牙生長方式及牙病發(fā)生機理進行探索，綜合調(diào)查國內(nèi)外針對海象獠牙疾病的處理方法，結(jié)合對寧波神鳳海洋世界海象“嘟嘟”的牙齒保護實踐，不斷改善籠舍環(huán)境以達到阻斷人工飼養(yǎng)環(huán)境下海象的磨牙行為并促進其牙齒增長的效果。研究有利于提高海洋動物福利、促進海洋動物科普與保護事業(yè)健康發(fā)展，并供相關(guān)海洋哺乳動物飼養(yǎng)展示場館參考借鑒。

海象，學名Odobenus rosmarus，海象科海象屬。其最典型的特征是擁有一對長長的不斷生長的獠牙，雄性雌性均有。海象牙根部生于上頜，尖部從兩邊的嘴角垂直伸出嘴外，形成獠牙。自然界野生狀態(tài)下，海象獠牙是用于自衛(wèi)和爭斗，在泥沙中掘取蚌蛤、蝦蟹等食物，或支撐身體爬上冰塊，開鑿冰洞以便呼吸等。

國內(nèi)海象飼養(yǎng)籠舍池體基本都為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，且環(huán)境相對狹小，在長期人工飼養(yǎng)條件下，由于動物與環(huán)境缺少互動，導致動物出現(xiàn)挖掘池底、獠牙摩擦籠門等持續(xù)、不變、沒有目的性的重復行為，造成獠牙逐步磨損，常導致牙髓炎、牙根尖周炎等疾病，嚴重危及動物健康。

近年來，國內(nèi)針對人工飼養(yǎng)條件下海象獠牙磨損預防及其疾病研究進行了大量的工作，從直接保護獠牙上，研究和摸索出金屬牙套的制作與佩帶方法；從行為阻斷上，通過環(huán)境豐容、人工干預的方式控制海象的磨牙行為；從疾病診療上，針對海洋牙齦炎、牙尖周炎等疾病，探索進行了海象獠牙根管治療法、拔牙手術(shù)等研究。本文以寧波神鳳海洋世界有限公司人工飼養(yǎng)條件下飼養(yǎng)11年的一頭雌性海象“嘟嘟”為研究對象，對其籠舍進行改進，嘗試從環(huán)境源性角度出發(fā)改變海象磨牙行為，并對海象獠牙磨損及牙科疾病控制進行初步研究探討。

2011年7月13日，寧波神鳳海洋世界由俄羅斯引進一頭年齡約為2歲的雌性太平洋海象（Odobenus rosmarus divergens），昵稱“嘟嘟”，暫養(yǎng)籠舍水區(qū)表面積14.04m2，陸區(qū)表面積10.92m2。因海象“嘟嘟”長期獨居，除攝食、表演、睡覺在陸區(qū)進行外，其他大部分時間均在水區(qū)游動，有在池底及池壁墻面進行挖掘或磨牙等固有或刻板的行為。由于常年的摩擦，獠牙受到嚴重磨損（見圖1），常伴隨有牙齦出血、牙齦紅腫等感染情況發(fā)生，飼養(yǎng)池體底面、墻面防水層也被完全破壞，直至澆筑混凝土層暴露。2019年，“嘟嘟”曾暴發(fā)牙尖周炎，嚴重感染危及生命，采用暴露牙髓腔排膿并對面頰膿腫進行破潰引流的方法，經(jīng)過長達3個月的治療最終痊愈。但由于其磨牙行為日益嚴重，存在高度牙病復發(fā)風險，為此本團隊開展了環(huán)境改造以阻斷海象牙齒磨損的嘗試。

圖1 立姿右側(cè)獠牙

一、海象獠牙的生長生理及疾病探索

（一）海象獠牙的生長生理

海象的上犬齒十分發(fā)達，終生生長，犬齒根部著生于上頜，尖部從兩邊的嘴角垂直伸出嘴外，形成獠牙，因此海象也被定義為一種具有尖銳長犬齒的鰭腳類動物。雄獸的長牙可達75cm～96cm，雌獸的牙稍短而細，長度一般不到50cm。海象的牙齒常呈橢圓形，橫截面上主要分為三層，最外層為薄的牙釉質(zhì)，中間層為牙骨質(zhì)，中心為牙本質(zhì)（見圖2）。海象獠牙的底部是圓錐形的髓腔，牙髓腔為血管結(jié)締組織和成牙細胞，形成新的海象獠牙物質(zhì)，牙髓腔的大小和形狀因動物而異，但其深度在1cm～8cm。海象獠牙的根尖生長很深，順著鼻孔側(cè)面直達眼部兩側(cè)，基部與大腦距離非常接近。

圖2 海象牙齦橫截面

（二）海象獠牙的疾病及治療

從近11年的海象牙病發(fā)病情況看，海象牙髓炎很難提前發(fā)現(xiàn)，當患病海象出現(xiàn)厭食、拒食、體溫顯著病理性升高，眼觀鼻孔凹陷處腫脹，才能被確診。牙髓炎及牙根尖周炎的發(fā)病過程，可描述為：牙髓感染→牙髓炎→牙根尖周感染→牙根尖周炎→化膿性牙根尖周炎。一般預防治療手段通常為每日清洗護理→抗生素治療→根管治療→根管治療手術(shù)→拔牙手術(shù)。

在國內(nèi)的海象牙病治療中，根管手術(shù)通常被認為是治療海象牙髓炎/牙根尖周炎相對安全可靠的方法，能夠快速疏通牙髓腔，使炎癥及壞死的牙髓及時排出體外，消除病原微生物感染源，且使藥物直接到達感染區(qū)域發(fā)揮作用，最終使牙病快速恢復，并通過每日清理減少復發(fā)。

主要試劑：血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)、馬尿酸(標準品)、馬尿酰-組胺-酰亮氨酸(HHL，標準品)：美國Sigma公司；L-亮氨酸(分析純)；鄰苯二甲醛(OPA，分析純)、三氯乙酸(分析純)、甲醇(分析純)、乙腈(分析純)：天津市富宇精細化工有限公司。

在國外的海象牙病治療中，同樣認可抗生素治療，但不推薦使用根管治療，對牙髓炎/牙根尖周炎的治療以手術(shù)拔牙術(shù)進行根治治療，通過全身麻醉管理，實施全牙拔牙。拔牙根治手術(shù)的主要并發(fā)癥為髓腔感染凈化不完全及髓腔填充不完全，國內(nèi)外對手術(shù)風險及術(shù)后并發(fā)癥研究尚不成熟，故拔牙雖可一次性地解決問題，但受水環(huán)境、全身麻醉時間、牙槽骨的剔除方法等條件影響，很容易危及動物生命。

多年來，海洋哺乳動物飼養(yǎng)及醫(yī)療人員一直備受人工豢養(yǎng)條件下的海象磨牙行為及其引起的海象牙病風險困擾。近年來，隨著環(huán)境富化概念的引進及推廣，通過環(huán)境富化改變海象磨牙行為、改善及預防海象牙病的發(fā)生，逐漸引起各海象人工豢養(yǎng)場館管理人員的重視。此外，借鑒人類醫(yī)療中牙冠保護套的改善技術(shù)，相關(guān)研究人員也開發(fā)出一套海象的牙套制作方法。

二、針對海象磨牙行為采取的預防措施及風險

（一）環(huán)境豐容措施及風險

受場館水池籠舍面積制約，不能充分模擬海象自然生長環(huán)境，為豐富其生活環(huán)境，只能通過增加環(huán)境的復雜性，設計制作一些海象玩具，如輪胎圈、大浮漂、噴淋、冰塊等，并經(jīng)常更換，以保持新奇性。通過訓練提高海象與人的交互頻率，使其接受各種感官刺激，增加更多的新鮮感，從而改善枯燥乏味的圈養(yǎng)生活，減少刻板行為。但由于海象身體體積、力量及進食方式的特點，海象玩具（見圖3）較易遭到破壞，加之如沒有完善的環(huán)境豐容操作流程、玩具制作流程、玩?；恿鞒蹋峦婢咄斗藕髢芍軆?nèi)海象會喪失興趣，重新開始磨牙行為。

圖3 圓環(huán)玩具表面膠布脫落

國內(nèi)一些場館通過還原野外生境的方法，如暫養(yǎng)池鋪設細沙等，調(diào)節(jié)海象磨牙行為，并取得較好的效果。但實際應用中，細沙對場館水循環(huán)設備的阻塞、海象糞便在沙層中的積累、水中有害細菌總數(shù)快速升高等問題，均尚未得到較好的處置方法。

（二）海象牙套制作及風險

2021年2月，因海象磨牙造成牙齦炎頻發(fā)，累及牙髓，暴發(fā)牙髓炎，故嘗試制作牙套，給海象佩戴并固定在牙上以保護牙體。由于右側(cè)牙齒已磨損至唇內(nèi)包裹（露出牙齦部分長度最短處0.5cm，最長處1.2cm），無法拓膜制作。針對左側(cè)較長牙（露出牙齦部分長度最短處2cm，最長處4.5cm）采用無毒兒童單色橡皮泥裝入自制容器中進行拓膜，并使用生石灰制作石膏漿進行覆膜固定，取得牙齒模型（見圖4）。計劃采用316L材質(zhì)不銹鋼，根據(jù)牙齒形態(tài)制作牙套，并使用不銹鋼材質(zhì)卡扣作為緊固件固定。后向有海象牙套制作經(jīng)驗的場館請教，由于海水腐蝕性強，且卡扣會因海象磨牙動作斷裂掉落，從而造成誤食，帶來更大風險，故暫停此計劃。

圖4 海象牙套制作用品及模具

三、籠舍改造內(nèi)容及方法

（一）海象籠舍尺寸

寧波神鳳海洋世界有限公司海象暫養(yǎng)區(qū)位于公司二期海洋劇場場館內(nèi)，籠舍長度6.4m，寬度3.9m，籠舍總表面積24.96m2，深度3.8m，其中水區(qū)表面積14.04m2，陸區(qū)表面積10.92m2（見圖5）。動物陸區(qū)由不銹鋼支架進行池底支撐，表面鋪設尼龍板作為陸區(qū)活動場地。

圖5 海象池水陸區(qū)示意圖

（二）海象磨牙行為觀察

對海象籠舍內(nèi)磨牙行為進行觀察和統(tǒng)計，行為包括：池壁攀爬磨牙、池底俯臥磨牙和陸區(qū)側(cè)臥磨牙。其中，池底磨牙為造成海象牙齒磨損的主要行為。在水體質(zhì)量較差的情況下，磨牙行為會加劇，單日磨損甚至可超過2mm。

（三）籠舍改造方案制定

1.整體改造方案

籠舍改造方案見圖6，改造目標為使海象個體與堅硬的墻壁和池底物理隔絕，阻斷海象獠牙與墻面及池底接觸。隔離物使用光滑材質(zhì)，降低海象在隔離物上摩擦的風險。

圖6 海象籠舍改造概念圖

2.籠舍墻面改造

側(cè)向墻面選用5mm厚304不銹鋼圓形型材作為籠舍改造主材，改造所需框架結(jié)構(gòu)制作如下。

（1）長邊不銹鋼主體框架

框架不銹鋼厚度5mm、單管直徑70mm、寬度1600mm、高度4500mm；框架間網(wǎng)不銹鋼厚度5mm、單管直徑50mm、高度1500mm、間隔100mm。

（2）短邊不銹鋼主體框架

框架不銹鋼厚度5mm、單管直徑70mm、寬度1500mm、高度4500mm；框架間網(wǎng)不銹鋼厚度5mm、單管直徑50mm、高度1500mm、間隔100mm。

3.籠舍底面改造

池底磨牙行為主要包括挖掘式行為、橫向摩擦行為、滑雪狀行為，以及對池底物品形成前鰭環(huán)抱等行為。對底面改造參照海象陸區(qū)設施，于池底的不銹鋼框架表面覆蓋鋪設20mm厚PVC板（見圖7），增加配重防止海象抱起或撬動底板，PVC材質(zhì)表面光滑，能有效降低獠牙磨損。

圖7 海象池底板框架

四、獠牙生長效果

寧波神鳳海洋世界于2021年6月起開始籌備海象籠舍改造，于2021年7月完成改造工程，改造后，海象獠牙磨損防護工作取得較大進展。由于籠舍底面框架配重調(diào)整，2022年6月底板才全部鋪設完畢，故池底磨損獠牙情況在底板鋪設前仍有存在。

從籌備改造至2022年7月，對海象獠牙生長情況進行統(tǒng)計，籠舍改造后，海象獠牙生長明顯。左側(cè)獠牙凈增長為3cm，右側(cè)獠牙凈增長為1.6cm（見圖8、圖9）。

圖8 海象右側(cè)牙生長情況

圖9 海象左側(cè)牙生長情況

五、總結(jié)與討論

在全球變暖的影響下，生活在北冰洋的太平洋海象棲息地受到嚴重破壞，海象繁殖率嚴重下降，野外種群數(shù)量急劇減少，在世界自然保護聯(lián)盟（IUCN）紅色名錄中被列為易危。水族館是科普教育的最佳場所，太平洋海象在水族館進行科普教育展示可以讓更多的人近距離認識海象物種，明確保護海洋生物、保護海洋環(huán)境的重要性和急迫性，進而積極投入到對這一物種及海洋環(huán)境的保護中去。但是，由于場地限制等其他原因，海象通常是一兩頭或者很少幾頭被圈養(yǎng)，影響其正常的社群行為，繼而帶來生理、心理和行為問題，其強烈的磨牙行為便是此問題的典型性表現(xiàn)之一。

本次海象籠舍改造，目的在于減少海象獠牙與硬質(zhì)墻壁之間的摩擦，通過減少海象牙齒磨損，進而進行海象牙病防控，降低海象牙病發(fā)生概率，保障動物健康。改造后，海象獠牙有明顯增長，年平均增長約2cm，且通過每日對牙髓腔的護理，2021年8月至2022年7月，海象牙病發(fā)生情況呈顯著下降趨勢。

本次改造難點是暫養(yǎng)池底板的鋪設。由于海象本能的池底挖掘行為，對池底底板鋪設造成較大困擾。在鋪設早期，由于底板配重及縫隙問題，造成海象能夠“挖掘”起底板進行玩?；蚱茐?，后通過增加配重及滿鋪池底的方法解決。如果新制海象籠舍防護，建議更換成一體式不銹鋼防護框架，使框架側(cè)板能壓于底板上，有效降低海象挖掘行為。

通過充分模擬自然環(huán)境，還原海象天然行為，減少人工豢養(yǎng)狀態(tài)下刻板行為的發(fā)生，是解決海象健康問題的終極要義。但國內(nèi)中小型海洋哺乳動物飼養(yǎng)展示場館由于規(guī)模所限，為海象還原生境性活動場地較為困難，由此引發(fā)的刻板行為可能危及動物健康，故本研究主要針對中小型海洋哺乳動物飼養(yǎng)展示場館提供出一種相對安全方法，預防海象磨牙行為及由此產(chǎn)生的疾病。

本次籠舍改造在促進海象獠牙恢復性生長方面取得了較好的效果，但對國內(nèi)已經(jīng)進行過根管治療導致牙髓腔暴露的海象群體來說，隨著海象獠牙的生長及暴露牙髓腔體的愈合，對空腔腔體中滋生的細菌再次感染牙髓質(zhì)導致的風險如何進行評估，尚需更長久的經(jīng)驗論證和討論。

此外，本次海象籠舍改造中還有一些亟需解決的問題，包括陸區(qū)下鏤空部分的吸污、水區(qū)隔板下的吸污等，由于寧波神鳳海洋世界海象池與鯨豚表演池一側(cè)連通，且有閘門能夠進入陸區(qū)下鏤空部分，且水區(qū)池底隔板為分片式，故此能夠解決該問題。如其他場館非相似展池設計，需在進行池體改造時注重考慮此問題的解決方案。