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异氟烷吸入式麻醉在动物手术中的应用优势

关键词: 动物麻醉 异氟烷 2015-08-07 16:30 来源:瑞沃德 点击次数:2695

动物手术前的麻醉不仅是为了减少动物疼痛满足动物福利的要求,也是为了保证动物手术顺利进行。目前注射麻醉在我国的动物麻醉中最为普遍,其优点是不需要昂贵的设备,只需要注射器就行,但麻醉剂注射动物后,必须经肝脏代谢完后,动物才苏醒;剂量过大会造成动物麻醉过度死亡,剂量过小动物不能进入麻醉状态或进入麻醉状态比较慢。在发达国家,气体吸入式的麻醉非常普遍,与传统的药物注射麻醉方式相比,具有以下显著的共同优点:

  动物进入麻醉状态较快,苏醒也迅速,一旦停止麻醉,一般2分钟内动物即可苏醒
  麻醉深度容易控制,若在手术过程中发现动物状态不佳,可马上停止麻醉或者快速充氧进行抢救,因此安全性非常好;
  动物的发病率和死亡率低,动物手术的成功率高;
  更重要的是,吸入式麻醉剂在体内不参与代谢,几乎完全由肺泡经呼吸排出,对实验结果不造成影响,研究成果易得到国际认可。

在具体的实际应用中,我们可以明显地看到异氟烷吸入式麻醉方式的优势,下面就一些典型的动物实验采用异氟烷麻醉方式的优势,说明如下:

1. 套管慢性给药、微透析和光学刺激/生理信号记录(光遗传学)
导管植入颅内,待动物恢复后,首先拔出导管帽,然后植入注射内管(探针或光纤)、通过管路(光纤跳线)连接注射器(激光器)。然而,植入内管(探针或光纤)和连接管路(光纤跳线)这一过程(如图1、2和3所示),虽然花费时间很短,也就几分钟的时间,如果动物不麻醉,动物会挣扎,配合不好,导致无法插管(插入光纤);如果在戊巴比妥钠、乌拉坦等注射麻醉后进行,操作容易进行,但是这些麻醉方式的维持时间很长,往往达3-5个小时,不利于后期做清醒自由活动动物的给药或光刺激,而且额外增加了使用这些麻醉剂带来的副作用,测得的指标不准确,影响实验结果的客观性和可靠性。然而,如果使用异氟烷吸入式麻醉,则避免了这些问题的发生,而且操作简单,只需将动物放置于实验平台上,带上麻醉面罩,即可开始进行操作。



图1套管植入过程示意图

图2 微透析探针植入过程示意图

 

图3 光纤植入过程示意图

 
2. 深度手术
常见的一些开胸或深度手术,比如,进行心脑血管方面研究的MCAO脑缺血、心肌缺血造模(如图4和5),动物死亡率往往较高,与采用注射麻醉的方式有很大关系,比如麻醉时间过长、麻醉深度无法掌控、手术过程中出现异常无法抢救、动物苏醒较慢、麻醉剂的呼吸抑制作用较强等原因都有可能导致这一结果。然而,如果使用异氟烷吸入式麻醉,可以避免使用注射麻醉导致的负面结果,既保证手术过程可控、顺利进行,又可保证手术后动物很快苏醒,极大地降低了动物的死亡率;而且操作简单,只需将动物放置于实验平台上,带上面罩,即可开始进行操作。

 

图4 MCAO造模                           图5 心肌缺血造模

 
3. 取血过程
取血是动物研究中常见的一类技术,常见的取血方式有静脉、动脉、眼眶、心脏取血。在这些取血过程中,传统的做法是直接用手抓取固定动物后开始采血(如图6所示),或者用乙醚、注射麻醉后采血,然而,这些方式都有一定的缺点,比如,如果直接抓取固定动物,会对动物增加额外压力(Stress),产生应激反应,抽取的血液相关指标必会受到影响;如果用乙醚麻醉,麻醉时间较短,如果取血操作不熟练,需要进行多次麻醉,而且乙醚刺激性非常强,人体吸入后非常不舒服,对动物的呼吸道刺激也很强烈,麻醉时需要专人看护,否则动物极易死亡。如果使用异氟烷吸入麻醉,则克服了这些困难,而且操作简单,只需将动物放置于实验平台上,带上麻醉面罩,即可开始进行操作,如果进行批量采血,效率非常高。

 

图6 尾部取血、眼眶取血、腹部取血示意图

 
4. 静脉注射给药
注射给药的方法,包括肌肉、皮下、静脉注射。注射前,传统的动物固定方式采用的是固定器(如图7所示),然而,即便动物固定后,往往也不是很配合,再加上尾静脉注射操作难度较高,所以一次性注射的成功率较低,而且固定动物的操作花费时间较长;如果为了让动物保持安静,给动物进行注射麻醉,结果是注射操作容易进行,但是动物麻醉时间过长,不排除动物有死亡而无法抢救的风险。如果在注射药物前,首先使用异氟烷进行麻醉,将动物直接放置于实验平台上,带上麻醉面罩,动物将非常安静,有利于静脉注射药物,工作效率大大提高,移除面罩后,动物很快苏醒,死亡风险几乎没有,而且异氟烷不参与体内代谢,对生理指标不产生影响。

 

图7 尾静脉注射给药(传统的动物固定方式)

 
5. 异氟烷麻醉与注射麻醉(戊巴比妥钠、氯醛糖、乌拉坦、氯胺酮、丙泊酚)对实验结果的影响
截止目前,已有多篇报道异氟烷吸入式麻醉与注射麻醉(戊巴比妥钠、氯醛糖、乌拉坦、氯胺酮、丙泊酚)对实验结果的影响,典型报道将后续提供……可以先参考以下几篇文献:

(1) The Impact of Four Different Classes of Anesthetics on the Mechanisms of Blood Pressure Regulation in Normotensive and Spontaneously Hypertensive Rats. M. BENCZE, M. BEHULIAK, J. ZICHA. Physiol. Res. 62: 471-478, 2013
(2) Neuroprotective effects of lactate in brain ischemia: dependence on anesthetic drugs. Horn T, Klein J. Neurochem Int2013 Jan.
(3) Inhaled carbon dioxide causes dose-dependent paradoxicalbradypnea in animals anesthetized with pentobarbital, but not withisoflurane or ketamine. Yehuda Ginosar, Nathalie Corchia Nachmanson, Joel Shapiro, Charles Weissman, Rinat Abramovitch, Respiratory Physiology & Neurobiology 217 (2015) 1–7.
(4) Effect of pentobarbital and isoflurane on acute stress response in rat. Xue-Yan Wu, Yu-Ting Hu et al. Physiology & Behavior 145 (2015) 118–121.
 
编辑: 拽拽拽公主
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