实验动物呼吸、麻醉技术专题

实验动物麻醉

   2014-09-19
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常用的注射麻醉药品介绍
麻醉是进行动物实验的一个必要的实验操作,要麻醉的范围可以分为局部麻醉和全身麻醉,按麻醉的方式又可以分为注射麻醉和呼吸麻醉。
对动物实验而言,一般常用的是全身麻醉,局部麻醉仅用于部分大动物的手术。局部麻醉常用的药物是普鲁卡因或利多卡因。普鲁卡因常用于局部浸润麻醉,用时配成0.5%~1%。而利多卡因,此药见效快,组织穿透性好,常用1%~2%溶液作为大动物神经干阻滞麻醉,也可用0.25%~0.5%溶液作局部浸润麻醉。
全身注射麻醉常用的方式有腹腔内注射,肌肉注射,静脉注射。小鼠、大鼠、豚鼠等动物体型小,易于保定,腹腔注射容易,且起效较快。兔耳缘静脉明显,且温顺,不需绑定即可进行静脉注射麻醉。对于易伤人的犬、猫和体型较大、不易绑定的猪,可先通过肌内注射速眠新速麻安、氯胺酮或安定,待其肌肉松弛、不具有反抗力时,再视麻醉程度和实验需要,对其进行静脉麻醉,犬、猫一般通过后肢的小隐静脉注射,猪一般通过耳缘静脉注射。
在注射麻醉药物时,先用麻醉药总量的三分之二,密切观察动物生命体征的变化,如已达到所需麻醉的程度,余下的麻醉药则不用,避免麻醉过深抑制延脑呼吸中枢导致动物死亡。
 
全身麻醉常用的药品有以下几种:
苯巴比妥钠:此药麻醉时间为3-6个小时,应用方便。通常在实验前半至一小时用药。使用剂量及方法为:狗腹腔注射80~100mg/kg体重,静脉注射70~120mg/kg体重( 一般每公斤体重给70~80mg即可麻醉,但有的动物要100~120mg才能麻醉,具体用量可根据各个动物的敏感性而定)。兔腹腔注射150~200mg/kg体重。苯巴比妥钠高剂量时对动物呼吸有明显抑制,一般不用于大小鼠实验。
 
戊巴比妥钠:此药麻醉时间不很长,一次给药的有效时间一般为2-4小时左右,应用广泛。用时配成1~3%生理盐水溶液,必要时可加温溶解, 配好的药液在常温下放置1~2月不失药效。静脉或腹腔注射后很快就进入麻醉期,使用剂量及方法为:狗、猫、兔静脉注射30~35mg/kg体重,大小鼠腹腔注射40~45mg/kg体重。戊巴比妥钠是大小鼠手术的常用麻醉剂,但对大小鼠的循环和呼吸系统无显著抑制作用,对肌肉的松驰效果中等。对于一些动物缺氧的实验,要慎重使用。另外戊巴比妥钠容易导致动物死亡,要注意手术过程中的保温。另外戊巴比妥钠有轻度的降低血压,另外有明显的降低心率,抑制心脏收缩力的作用,且不易恢复。巴比妥类药物主要代谢在肝脏,对细胞色素P450有诱导作用。戊巴比妥钠适合用于一般生理学实验,不适合用于肝脏相关的实验研究。
 
硫喷妥钠:为黄色粉末,有硫臭,易吸水。其水溶液不稳定,须现用现配,常用浓度为1~5%。此药作静脉注射时,由于药液迅速进入脑组织,故诱导快,动物很快被麻醉。但苏醒也很快,一次给药的麻醉时效仅维持0.5-1小时。在时间较长的实验过程中,可重复注射,以维持一定的麻醉深度。此药对呼吸有一定抑制作用,由于其抑制交感神经较副交感神经为强,常有喉头痉挛,因此注射时速度必须缓慢。实验剂量和方法:狗静脉注射20~25mg/kg体重;兔静脉注射7~10mg/kg体重。静脉注射速度以15秒钟注射2ml左右进行。小鼠1%溶液腹腔注射0.1~0.3ml/只;大鼠0.6~0.8ml/只。
水合氯醛:有窜透性的臭气及腐蚀性苦味,价格便宜。其溶解度较小,常配成10%左右水溶液。使用前先在水浴锅中加热,促其溶解,但加热温度不宜过高,以免影响药效。水合氯醛一次注射的麻醉时间为2小时左右。使用剂量及方法:狗、猫静脉注射80-100mg/kg体重,腹腔注射100-150mg/kg;兔:直肠灌注180mg/kg,静脉注射50-75mg/kg;大小鼠腹腔注350mg/kg。水合氯醛对脑细胞有影响需惧用,另麻醉较浅,对肌肉的松驰效果不好。水合氯醛对平滑肌收缩的抑制较小,但高剂量下,抑制心肌收缩,引起心律夫常,对电生理实验影响小,适合用于心肌功能和电生理实验。
 
乌拉坦(氨基甲酸乙酯 ):无色透明结晶,麻柱持续时间2小时左右,比较温和的麻醉药,安全度大。多数实验动物都可使用,更适合于小动物,主要用于大小鼠和兔的麻醉,麻醉时多用腹腔注射,兔也可使用耳缘静脉注射,常用剂量为1000mg/kg,浓度为20%。但在作静脉注射时必须溶在生理盐水中,配成5%或10%溶液, 及每公斤体重注射10~20ml。乌担坦肌肉松驰较好,作用温和,一般用作基础麻醉,可以做深度麻醉,如使用全部过程都用此麻醉时,动物保温尤为重要。与水合氯醛按1:1合并麻醉效果更好。缺点是该药可致癌,大型动物应用后不可食用。另外会增加血液粘度,升高血糖,但对呼吸功能影响较小,对心率影响大。适合用于呼吸系统研究或保留自主神经反射活动的实验研究,不宜用于血液粘度,血糖,神经电生理,心功能以及麻醉后还需要长期饲养的实验。
 
氯胺酮:俗称K粉,注射液用于麻醉,具有作用快、持续时间短的特点,静脉或肌肉给药后,很快麻醉,但维持时间较短,一般仅10-20分钟,镇痛效果好,不抑制牵张反射,肌肉松驰较好。一般说来,该药不适合单独用于犬的麻醉,因其可明显抑制犬的呼吸并常使犬出现强直性痉挛,有时甚至在麻醉后的两天都有痉挛的现象发生,有于大动物麻醉时通常与速眠新合用。氯胺酮对小动物呼吸抑制严得,一般不用于鼠,兔等动物。
 
α-氯醛糖:药理作用类似吗啡,不干扰呼吸和心脏反射,如压力感受器和化学感受器的活动。麻醉可维持3-4小时。静脉麻醉用量:犬、猫40-100mg/kg体重•次,兔等小动物50mg/kg体重•次。配成1%溶液(可加热助溶,但不可煮沸)使用。本药安全范围大,能导致持久的浅麻醉,对自主神经中枢无明显抑制作用,对痛觉的影响也小,故特别适用于研究要求保留生理反射(如心血管反射)或神经系统反应的实验。
 
常用的气体麻醉药品介绍
在我国,注射麻醉应用得比较广泛,但其缺点是剂量不易掌握,剂量过大会造成动物麻醉过度死亡,剂量小动物不能进入麻醉状态。另外麻醉剂需要经肝脏代谢,麻醉时间长,不易调节。相对应的,气体麻醉具有麻醉快,苏醒快,麻醉深度快,安全性好,动物死亡率低等优点,正在被越来越多的实验室所接受。
 
常见的气体吸入麻醉剂主要有到下几种:
乙醚:这是最原始的气体吸入麻醉剂,其安全度大。但由于乙醚局部刺激作用大,可刺激上呼吸道粘液分泌增加;通过神经反射还可扰乱呼吸、血压和心脏的活动,并且容易引起窒息,在麻醉过程中要注意。乙醚在麻醉初期出现强烈的兴奋现象,对呼吸道又有较强的刺激作用,因此,需在麻醉前给予一定量的吗啡和阿托品(基础麻醉),通常在麻醉前20-30分钟,皮下注射盐酸或硫酸吗啡(每公斤体重5~10mg)及阿托品(每公斤体重0.1mg)。
乙醚不需要配合麻醉机使用,其常用方法是将乙醚倒在棉不堪上,将动物和棉球放到密闭的罐内麻醉,这种方法可控性很差,极易导致动物死亡。另外这种方面会使实验人员吸入大量乙醚,对身体不利。同时乙醚具有易燃,易爆等特点,作为麻醉剂要惧重使用,最好不用。
 
氟烷(Halothane):麻醉作用较强,极易引起麻醉过深而出现呼吸抑制、心搏缓慢、心律失常等。如呼吸运动趋弱和肺通气量减少,应立即给氧和人工呼吸,并迅速减浅麻醉。对心肌有直接抑制作用,且易使心肌对肾上腺素及去甲肾上腺素的作用敏感,易引起室性心动过速或心室性纤颤。 氟烷与异氟烷类似,使用过程中都需要一个精确的麻醉气体挥发器,目前氟烷在动物实验领域目前应用较少。
 
异氟烷(Isoflurane) :目前应用最为广泛的动物气体麻醉剂,商品名活宁,是一种无色,不易燃,无爆炸性,有刺激性和挥发性的液体。麻醉作有与氟烷类似,存在一定程度的心功能和呼吸抑制,偶有心率不齐,如使用呼吸机有助于减少酸中毒和肺萎缩。对心功能和呼吸的抑制作用要弱于氟烷,安全性要大大高于氟烷。
 
七氟烷(Sevoflurane):七氟烷是一种新型吸入性麻醉剂,目前在临床上,正在逐步代替异氟烷,相对于异氟烷,七氟烷具有更好的心血管稳定性,同时对呼吸功能的影响也比异氟烷要小,同时七氟烷诱导麻醉和回复的速度要快于异氟烷。
地氟烷(Desflurane):地氟烷的血/气分配系数是现有吸入麻醉药中最小的,麻醉诱导和苏醒都很迅速,恢复速度要明显快过异氟烷和七氟烷。麻醉强度小于异氟烷,仅为异氟烷的1/5,对心血管功能的抑制作用要弱于异氟烷。单独使用地氟烷进行诱导麻醉时,对呼吸道有刺激作用,可能出现分泌物增多,咳嗽等现象。地氟烷与异氟烷类似,具有一定的呼吸抑制作用,导致潮气量减少。一般不用作诱导麻醉,仅用于维持麻醉,调节麻醉深度较方便。国内可使用地氟烷的动物麻醉机仅有Kent公司提供。
 
常规气体麻醉机结构功能介绍
常规的动物麻醉机一般由四个部分组成:1 氧气和其它辅助气体及流量计;2 麻醉剂挥发罐;3 混合气体的输出系统;4 废气回收系统。
氧气和其它辅助气体及流量计
动物麻醉的所用的氧气浓度没有明确规定,一般直接使用普通的医用氧。 
另外部分麻醉机使用N2O和氧气双气瓶供气,可减少麻醉剂的用量,但目前国内双气瓶供气的麻醉机较少采用。
气体钢瓶使用普用的氧气钢瓶即可,气体钢瓶使用时需配套气体减压阀。对于麻醉机的使用,要求气瓶输出的气体压力不高于0.4MPA。国外有专用型的减压阀,其输出的气体压力不可调,固定为50PSI(<0.4MPA)。
气体流量表是控制进入麻醉挥发罐气体量的装置,一般针对较大动物的麻醉机,所配的流量表量程为0-4L/min,针对大小鼠应用的麻醉机,一般配的流量表量程为0-1L/min。
                          减压阀                                      流量表
 
小型实验动物气体流量设置参考
麻醉剂挥发罐
麻醉剂挥发罐是动物麻醉机的核心部件,液态的麻醉剂在挥发罐中,在氧气的带动下,汽化,以一定的浓度输出。挥发罐一般带有准确的刻度,刻度范围从0-5%,调节精度为0.5%,不同的麻醉剂使用不同的挥发罐,不可混用。正规厂家出厂麻醉机,其挥发罐在出厂时均会带张一张挥发罐出厂检测数据,明确标示各浓度刻度的出厂实际数值。
挥发罐在使用的过程中,麻醉剂从罐子正前方,下部的加药孔加入,通常情况下,一台挥发罐能加入100ml左右的麻醉剂,麻醉剂加入后,可以通过挥发罐下部的透明窗口,观察麻醉剂的量,正常使用条件下,麻醉剂的量应保持在上下刻度之间。
麻醉机在使用的过程中,分为两个阶段,诱导麻醉和维持麻醉,诱导麻醉是挥发罐的刻度一般设置在3-4%,维持麻醉时刻度设置在1-2%。
 
麻醉挥发罐
麻醉剂挥发罐是动物麻醉机的核心部件,液态的麻醉剂在挥发罐中,在氧气的带动下,汽化,以一定的浓度输出。挥发罐一般带有准确的刻度,刻度范围从0-5%,调节精度为0.5%,不同的麻醉剂使用不同的挥发罐,不可混用。正规厂家出厂麻醉机,其挥发罐在出厂时均会带张一张挥发罐出厂检测数据,明确标示各浓度刻度的出厂实际数值。
挥发罐在使用的过程中,麻醉剂从罐子正前方,下部的加药孔加入,通常情况下,一台挥发罐能加入100ml左右的麻醉剂,麻醉剂加入后,可以通过挥发罐下部的透明窗口,观察麻醉剂的量,正常使用条件下,麻醉剂的量应保持在上下刻度之间。
麻醉机在使用的过程中,分为两个阶段,诱导麻醉和维持麻醉,诱导麻醉是挥发罐的刻度一般设置在3-4%,维持麻醉时刻度设置在1-2%。
 
混合气体的输出系统
混合气体的输出系统也就是动物的麻醉输出管路,跟据使用对像的不同,可以分为开路系统和闭合回路系统。
开路系统比较简单,通过简单的管路将麻醉气体传送到动物呼吸面罩即可。Kent公司的开路系统在此基础上有比较大的进步。Kent公司开路系统采用了套管结构,内层的管路传送麻醉气体给实验动物,外层管路连接一个活性炭过滤器,利用动物呼气的压力,将多余的麻醉气体传送到活性炭过滤器,可以在很大程度上减少开路系统造成的麻醉气体外泄。一般大小鼠麻醉机使用开路系统。
闭路系统结构相比开路系统要复杂一些,其原理图如下,特点是存在一个循环回路,回路中存在一个CO2吸收器,动物的CO2被吸收,而麻醉气体继续在回路中循环,动物可吸入回路中的麻醉气体。闭路系统可以节省麻醉剂的量,而且减少麻醉剂外泄,适合长时间的手术。
 
麻醉诱导仓和麻醉面罩是呼吸麻醉中将麻醉剂传送给实验动物装置,图片见下图,诱导仓一般为透明的方型器具,具有一个麻醉气体进气口,一个出气口,而麻醉面罩则以贴合动物脸部的要求设计,一般不同的动物,麻醉面罩的设计上都会有一区别。
 
动物麻醉机使用麻醉剂都是临床上使用的麻醉剂,人体吸收也会产品明显的麻醉效果。一般为了减少麻醉剂对操作人员的伤害,都需要选配相应的废气回收系统。对于Kent公司的小动物麻醉机而言,由于已经内置了一个活性炭过滤装置,可以不另购相关的废气回收系统。常见的废气回收系统如下图所示,原理上类似于吸尘器的设置,内置活性炭吸附装置,通过大马力的抽气机,将空气中的麻醉气体抽到机器内部的活性炭上进行吸附。
 
 

编辑: tong202    来源:赞德仪器

赞德仪器公司是一家经营生理、药理学实验设备的专业公司,国内总部位于上海,在科研仪器领域,公司目前经营的产品主要泛及:神经科学、心血管、能量代谢等方向。