实验动物麻醉技术

On 七月 24th, 2013, posted iin: 动物实验 by     浏览次数:3,923 次

许多研究工作者在实验过程中需要麻醉动物,以进行外科手术、采血、采样等技术,但往往因操作者对麻醉程序及药品了解不够,使得过程中增加许多不便,不但浪费了时间、金钱,甚至造成了结果的误判。基于此,作者收集有关啮齿类实验动物(小鼠、大鼠、天竺鼠、仓鼠)、兔子、犬、猫、猪、羊、灵长类等动物之麻醉剂量、注射方式及各种麻醉药品之一般药性,分为上下两篇:介绍术前、术后注意事项及9大类、25种常用镇静麻醉药品剂量、注射方式及注意事项。以下已条列式详细介绍实验动物依般麻醉技术及药品。

壹、术前照顾

一、禁食期要足够

1. 犬、猫、灵长类、猪,8-12小时。

2. 小型囓齿动物及兔不易发生呕吐,所以一般手术前不需要禁食。

3. 任何种类之怀孕动物麻醉前最好禁食,但在反刍动物可能会引起玫死性代谢障碍。

4. 反刍兽禁食对瘤胃中消化液无影响,除非长期禁食3-4天;短期禁食(12-24小时)可降低瘤胃鼓涨发生机会。

二、必须有急诊,紧急处理(Intensive care)之概念。

麻醉过程终常出现呼吸停止、心跳停止等现象,视需要可准备Atropine, CaCl2 10% ,Dexamethasone, Dopamine, Doxapram, Epinephrine, Sodium Bicarbonate等急救药物。

贰、麻醉药品介绍:

一、抗乙酰胆碱性药物(Anticholinergices)

A) Artopine

作用:

1.抑制呼吸道及唾液腺分泌物。

2.防上心脏受到迷走神经兴奋所产生之心跳徐缓。

副作用:

1.心跳速率增加时避免使用。

2.心脏手术时,避免使用。

3.某些品系的猫、大鼠、兔,会分解此药。

二、镇静剂(Tranquilizers and Sedatives)

A)Phenothiazines:

Chlorpromazine(原型)

Acepromazine(使用最广泛)

Promazine(最安全)

作用:

1.抑制脑干及大脑皮质,产生安静和减低运动性作用。

2.抑制呕吐。

3.和麻醉性止痛剂并用,形成神经性安定镇痛药。

副作用:

1.因血管扩张而造成血压降低。

2.温度调节受抑制,易产生体温降低。

3.高剂量时之肌肉僵直、震颤等现象。

注意:

1.脱水、出血或任何体液不平衡现象,使用此药物要小心。

2.可与解离性麻醉剂何用,改善副作用。

B)Butyrophenones:

Droperidol

Fluanisone

Azaperone(猪较常用)

作用:

1.效果比Phenothiazine类强。

2.抑制呕吐。

3.和麻醉性止痛剂并用形成神经性安定镇定剂。

副作用:

1.锥体外运动现象-肌肉僵硬、震颤等症状。

注意:

1.低血压现象易发生。

2.Droperidol及Fluanisone常用于精神性安定镇痛药。

C)Benzodiazepines:

Diazepam(最常用,简称Valim)

Midazolam

作用:

1.控制及预防癫痫发作。

2.作用于脑之边缘系统,尤其是海马角部份。

3.可使用于老年、肥胖、患心血管疾病之动物。

4.解除猫因Ketamine所引起之痉挛,但不可混合注射。

副作用:

1.静脉注射太快,引起心跳徐缓、血压降低及呼吸停止等现象。

2.皮下或肌肉注射效果不佳,且刺激组织。

注意:

1.未为美国食品与药物管理局(FDA)认可使用于动物。

D)Alpha-2-Aderenergic Agonist Tranquillizers:

Xylazine(简称Rompun)

作用:

1.使用于反刍兽、马、猫、灵长类等动物。

2.可与Ketamin、其它镇定剂、局部麻醉剂或笑气合用。

副作用:

1.刺激呕吐中枢,引起呕吐,可使90%猫发生呕吐。

2.高剂量有严重心血管及呼吸功能抑制,尤其是与Barbiturates或Alpha-Xalone/Alphadolone合用时。

注意:

1.勿使用于已有心律不整之动物。

2.可引起高血糖症和体温下降。

三、麻醉性止痛剂(Narcotic Analgesics)

A)Morphine, Pethidine, Buprenorphine, Methadone, Fentany1, Etorphine

作用:

1. 因人类之瘾性,属管制药品,又称鸦片类止痛剂。兽医使用上受限制。

2. 精神性安定镇痛作用。

副作用:

1.高剂量下之呼吸抑制现象及呕吐(犬、灵长类)。

2.体温降低,减少心跳速率,降低血压。

3.可刺激动物排便/呕吐。

注意:

1. 低剂量可引起中枢神经抑制现象,较高剂量可产生兴奋,很高的剂量继而再抑制,随后昏迷而死亡。

参、麻醉

一、局部麻醉

A)Procaine

作用:

1.藉阻断感觉及运动神经的传导功能,使身体局部区域的感觉暂时消失及肌肉呈松驰现象,但不影响意识作用。

2.短时效,30~60分锺。

副作用:

1.使用于小动物如猫、兔、鼠类,易过量而造成痉挛、心跳停止现象。

2.酯型药物在血浆内易被伪乙酰胆碱酵素(Pseudocholinesterase)水解。

注意:

1.应用于大型动物如牛、马或老年动物。

2.实施磺胺剂治疗之动物禁止使用,因妨碍对磺胺剂敏感的细菌利用对位氨基苯酸的效果。

B)Lidocaine

作用:

1.酰胺型局部麻醉剂。

2.中等时效,90~180分钟。

副作用:

1.不易提供人道,无紧迫之外科保定,必须合用低剂量之镇静或麻醉剂。

2.大量使用时,延迟伤口愈合时间。

注意:

1.当动物有低血压、循环不良、心跳徐缓现象时,避免使用。

2.术部有感染或血液供应不良时,不宜使用。

二、全身麻醉

(一)气体麻醉

A) Ether(Diethy1-Ether)

作用:在简单之容器中极易蒸发。

副作用:

1.具刺激性味道,导致咳嗽、支气管及唾液分泌增加、咽喉痉挛。

2.使原先存在的慢性呼吸道疾病突然转为急性炎症反应,在囓齿类及免尤其明显。

3. 遇氧易燃、易爆。

注意:

1.麻醉诱导期及恢复期较慢。血糖升高,不建议用于天竺鼠。

2.以乙醚安乐死并置于冰箱保存之屠体易造成爆炸的导火线。

3.传统之麻醉箱,考虑使用Methoxyflurane代替Ether。

B) Halothane

作用:

1.非常容易蒸发。

2.诱导及恢复快(1~3分钟)。

3.不易燃烧或爆炸。

副作用:

1.心血管功能抑制及因周边血管扩张所造成之低血压。

2.高剂量下对呼吸抑制。

3.此药须经肝脏代谢。

注意:

1.对大多数动物而言是极佳的气体吸入麻醉剂。

2.必须使用气体麻醉机,避免过量。

3.长期暴露于Halothane下,易造成肝功能不佳。

C) Enflurane

作用:

1.诱导期及恢复期相当快,麻醉深度浅而易受干扰。

2.不易燃烧及爆炸。

副作用:

1.与Halothane比较,同样有心血管及呼吸功能抑制作用。

注意:

1.大部份藉由肺脏排出,而不经肝脏代谢。此可提供特殊条件下之需要。

D) Isoflutane

作用:

1.诱导期恢复相当快,麻醉深度浅而易受干扰。

2.不易燃烧及爆炸。

副作用:

1.呼吸抑制作用较Halothane严重,心血管功能抑制较小。

2.刺激性味道易迼成暂时呼吸停止。

注意:

1.生化转换作用较Enflurane小,几乎完全藉呼出废气排出。

2.对肝粒线体酵素影响很小。

3.对药物代谢或毒理试验非常适合。

E) Methoxyflurane

作用:

1.不易燃、不易爆炸。

2.止痛效果佳,并具有术后止痛作用。

副作用;

1.与 halothane比较,具有较轻微之呼吸及心血管功能抑制作用。

2.此药物在体内代谢会产生氟化物对肾脏造成伤害。

注意:

1.因诱导期慢,在较大型的动物建议先以短效注射麻醉,再以此药作维持麻醉。

2.对初生动物麻醉,此药效果极佳。

3.对小型动物施以麻醉箱内麻醉,较不易有过量危险。

F) Chloroform

作用:

1.便宜,不易燃烧、不易爆炸。

副作用:

1.对心脏、肾脏、肝脏具毒性。

2.在深度麻醉下易发生心肺功能衰竭。

3.易发生手术后肺炎。

注意:

1.不适合实验使用。

2.除上述副作用之外,低剂量下可造成公鼠不孕症。

G) Trichlorethylene

作用:

1.便宜,不易燃烧,不易爆炸。

2.止痛效果佳,心血管功能抑制小。

副作用:

1.肌肉松驰效果差。在苏打右灰存在下易解离形成毒性及燃爆物,所以绝不可以用于密死循环境中。

2.易造成呼吸速率增加及潮气量减低,使得血碳酸过高。

3.经肝脏代谢,易造成肝功能受损。

注意:

1.仅适用于轻度麻醉。

2.具肝脏致癌性。

3.高剂量下抑制呼吸功能。

H) Nitrous Xxide

作用:

1.心血管功能及呼吸功能抑制小。

副作用:

1.因对呼吸及心血管功能抑制小,可与其它气体合用,例如以50:50或60:40比率与氧气混合。

2.麻醉术后,最好能以100%氧气给动物呼吸,避免因Nitrous Oxide迅速由血液至肺泡所造成之全面缺氧。

3.止痛效果差,避免单独与神经阻断剂共享。

4.主要效用在与其它副作用大,但麻醉效果强之药剂共享,并降低其使用量。

I) Cyclopropane

作用:

1.麻醉诱导期及恢复快。

2.麻醉浅易受干扰。

副作用:

1.易造成呼吸抑制,心律不整。

2.易燃、易爆炸。

注意:

1.昂贵,主要在密闭箱中麻醉。

2.具燃爆之危险性,限制其用途。

(二)注射性麻醉

A) 巴比妥盐类(Barbiturates)

Pentobarbitone, Thiopentone, Methohexitone, Inactin

作用:

1.全身癫醉,抗痉挛性治疗,镇静作用。

2.血液中药物重分布现象。

副作用:

1.严重之呼吸及心血管抑制作用,有短的呼吸停作用,尤其是猫。

2.止痛作用较差。

3.不适用于肝、肾疾病的动物。

注意:

1.不适用于剖腹产手术,因抑制子宫内胎儿呼吸,造成高死亡率。

2.无法提供充份的腹壁肌肉松驰。

3.避免注射于血管外组织。

B) Steroid Anaesthetics:

Alphaxalone / Alphadolone

作用:

1.诱导作用温和,重复剂量注射对恢复期影响不大。

2.应用于绵羊、猪、灵长类、猫、囓齿类。

副作用:

1.麻醉药中某些成分会使经注射后之犬,大量释出组织胺,造成过敏反应,猫亦有此反应,但较轻微。

注意:

1.经腹腔或肌肉注射后效果变异极大。代谢快,适合作长效性维持麻醉。

2.对兔的止痛效果差,高剂量下易造成呼吸抑制。

3.不可与Barbiturates共享。

C) 解离型麻醉剂(Dissociatve Anaesthethetics):

Ketamine

作用:

1.止痛,四肢僵直反应,对外界物理性刺激失去反应。

2.与Xylazine或Diazepam合用,可广泛应用于反刍兽、灵长类、猫、兔及仓鼠。

副作用:

1.肌肉呈伸直僵强状态,不适用于需牵引大块肌肉组织之手术。

2.肝肾功能不佳时,避免使用。

3.呼吸不规则及过度流涎现象发生。

注意:

1.具麻醉作用是阻断脑中资料由无知觉部份送至有知觉部份,为渐进性刺激中枢神经而非抑制,又称解离型麻醉剂。

D) 精神安定镇痛剂 (Neuroleptanalgesics):

Fentany1 / Fluanisone

Fentany1 / Droperido1

Etorphine / Methotrimeprazine

Etorphine / Acepromazine

作用:

1.拮抗麻醉性止痛剂之恶心、呕吐等不良反应。

2.可与全身麻醉剂合用,引起协合麻醉。

副作用:

1.听觉对刺激特别敏感。

2.呼吸抑制及可能引起呼吸暂停。

3.阵发性痉挛或伸肌强硬。

4.血压降低及心跳徐缓。

注意:

1.精神安定剂(Neuroleptic)与麻醉性止痛剂合用时,可考虑并用Benzodiazepines,一方面降低使用剂量50~70%,另一方面一旦麻醉性止痛剂过量,可以Naloxone 或 Buprenorphine拮抗。

E) 其它麻醉剂

I. Tribromoerhanol

作用:

1.对大部份之囓齿动物具麻醉效果,有很好之肌肉松驰作用。

副作用:

1.刺激腹膜

注意:

1.储存液放过久时,一旦行腹腔注射易刺激腹膜而迼成腹壁黏连,使日后注射其它麻醉剂时易造成高死亡率。

II. Chloral Hydrate

作用:

1.长时间(1~2小时)稳定之轻度麻醉。对心血管系统影响小。

副作用:

1.此药中毒剂量接近麻醉剂量,仅使用于牛、马,极少用于其它动物。

III. Alpha-Chloralose

作用:

1.长时间(8~10小时)轻度麻醉,心血管及呼吸功能抑制作用小。

副作用:

1.止痛效果差。

注意:

1.建议用于无痛,需长期麻醉之小手术条件下。可先以短效性、效力强之麻醉剂注射达到外科麻醉之深度,再以Alpha-chloralose作维持麻醉。

IV. Urethane

作用:

1.长时间(8~10小时)麻醉,而具轻微心血管,呼吸功能抑制作用。

副作用:

1.Urethane为致癌物。

注意:

1.与Chloralose类似,具有长效稳定之麻醉作用,且止痛效果亦足够应用于小型囓齿类。但因Urethane为致癌物,操作者及经处理过之动物必须小心。

肆、术后照顾

一、恢复期

1.体温调节中枢在术后暂时失控,所以应维持成年动物27~30℃之间,幼年或新生动物在35~37℃之间。

2.尽可能准备安静、保温之笼舍供动物静卧,恢复至正常。囓齿类或兔之笼舍内不要放锯屑或木屑,避免动物沾或吸入鼻口腔、眼。

3.,可使用人工合成绵羊皮、毛巾、毛毯、纸巾作为动保暖之覆盖物。

4.兔、天竺鼠在恢复期尽放在硬纸盒中,避免放于网状笼中,且避免打扰。

5.动物无持干燥、干洁。

二、恢复其之可能危险

1.吞咽及咳嗽反射渐渐回复。非反刍兽动物尽量侧卧,并协助将其头颈伸直,避免呼吸道阻塞。

2.侧卧4小时以上,应翻另一侧,避免肺脏郁血及重力性肺炎。

3.犬、经济动物,必要时,睕、飞关节予以按摩或加以衬垫。

4.如果动物呕吐,尽量将头部置于低于胸部及腹部之位置,避免吸入呕吐物。必要时,以压力吸枪清洗口腔、咽喉。

5.反刍兽避免瘤胃过度涨气或扩张。

6.注意观察呼吸,必要时以Doxapram刺激呼吸,或给予氧气。

7.输液疗法

正常动物每日需要40~80ml/kg输液,当动物清醒时,以口服方式给予,如果不行,改以皮下或腹腔注射,常用之液体如下:

(1)含4%葡萄糖与0.18%生理食盐水溶液。

(2)含0.9%之生理食盐水,因呕吐/下痢引起之代谢性碱血症。

(3)葡萄糖溶液,共给幼年及糖尿病动物。

(4)乳酸林格氏液对大多数外科手术后动物适用。

(5)含2.5%葡萄糖与0.45%生理食盐水溶液,适用于依般外科手术或麻醉前有轻微厌食或脱水之动物。

8.小型实验动物之伤口,易受粪、尿、土壤、垫料污染,必要时使用抗生素预防感染。

三、术后疼痛之处理

1.动物或许对疼痛之耐受性与人类不同,但外科手术对动物而言绝非舒服之感觉。

2.疼痛会引起许多一连串的生理反应,是否使用止痛剂对研究学者而言,仍未有统一的意见。

3.站在人道的立场,在不影响实验结果之条件下,建议在术后24~72小时,是状况给予止痛剂注射。

4.动物再疼痛时,其活动能力变差,性情改变,发出声音,行为和姿势怪异,水及食物采食量减少,呼吸速率改变;严重者发生心衰竭性休克,周边神经反射动作用弱而缓慢,四肢及黏膜无血色、苍白、冰冷无弹性,此时已威胁其生命,必须立刻处理。

5.给予下列药物作止痛,消炎之处理

a.抗休克之类固醇

b.麻醉性镇痛剂

c.非类固醇类抗炎症药物

伍、使用剂量

实验动物麻醉剂量因数据来源不同差异颇大,本文之剂量仅供参考。啮齿类实验动物在麻醉时有几点要注意:(一)高体表面积比率易在麻醉过程中因散热而造成体温降低。(二)静脉注射麻醉后裔发生呼吸道疾病,

jHypnorm:成分为fentany/fluanisone,为一种精神性安定镇痛剂,单独使用可有镇静止痛作用,可与duazepam/midazolam合用具麻醉作用,可持续20~40分钟,每30~40分钟可继续补强注射。过量或欲结束麻醉可以naloxone(0.1mg/kg IV or IP) 或buprenorphine(0.1~0.2mg/kg IV)缓解。

kDiazepam/midazolam:镇静效果佳,但没有止痛作用,对于怕痛,易受刺激之天竺鼠而言,此药是极佳之镇静剂。

lKetamine:深度镇静,但肌肉松弛度及止痛效果差,最好能与Xylazine合用,动物可能仍有痛觉反应。

mAcepromazine:中度镇静,止痛效果差。

nXylazine:镇静,止痛效果差。与Ketamine合用,能持续30~40分钟麻醉,但深度浅。

oAlphaxalone/alphadolone: 类固醇麻醉剂,深度镇静,个体差异极大,一般使用于大鼠、天竺鼠,但可能需要2~3ml/平均每一只成年天竺鼠。当用于腹腔注射时,麻醉效果不稳定,所以尽可能使用静脉注射,此药另一优点为追加药量时,不会延长恢复期时间。

pAtropine:抗乙酰胆碱药物,抑制唾液,支气管分泌物,保护心脏不受迷走神经抑制,尤其是天竺鼠呼吸道狭窄,易发生麻醉性窒息。囓齿动物易发生之麻醉药物性呼吸衰竭可预使用此药物予以预防。

qPentobarbitone:一般建议尽量避免用于囓齿类,因易导致过量,呼吸衰竭,高死亡率,所以若一定要使用,可考虑低剂量注射并合并气体麻醉,例如methoxyflurane,因其安全范围大,Halothane亦可使用,但要注意易发生体温降低,ether刺激性太大,一般不适合。

在不同动物中,天竺鼠是较难达安全又无麻醉后遗症的动物之一,因此麻醉药品之选用,术后照顾非常重要。麻醉技术日新月异,如有机会,将再介绍其它讯息,供诸位参考。