一、動物實驗的常用方法
在醫(yī)學教學、科研和醫(yī)學工作中,不論是從事基礎醫(yī)學的還是臨床醫(yī)學、預防醫(yī)學,都需要用實驗動物(experimental animal)來進行各種實驗。通過對動物的實驗的觀察和分析,來研究和解決醫(yī)學上存在的許多問題,動物實驗方法已成為醫(yī)學科學研究和教學工作中必不可少的重要手段。動物實驗方法是多種多樣的,在醫(yī)學的各個領域內(nèi)都有其不同的應用,其中一些基本方法都是共同性的,如動物的選擇、抓取、固定、麻醉、脫毛、給藥、采血、采尿、急救、處死、尸檢等,不管是從事何種課題的醫(yī)學研究都要用這套基本方法,因此,動物實驗基本方法,已成為醫(yī)學科技工作者必須掌握的一項基本功。
nude mice
動物實驗按機體水平不同的可分為整體實驗和離體實驗兩種,還可進一步具體地分為亞細胞、細胞、組織、器官,整體動物和無損傷動物等水平的實驗。按動物實驗的時間長短可分為急性實驗(2天以內(nèi))、亞急性實驗(1~4周)和慢性實驗(2~6個月或更長時間甚至整個生命期)。
動物實驗的方法很多,如有生理學的動物實驗方法;病理生理學的動物實驗方法;藥理學的動物實驗方法;病理解剖學、組織學的動物實驗方法;微生物學和免疫學的動物實驗方法等等。下面舉一些動物實驗的常用方法:
1.復制動物模型法此法是動物實驗最基本的方法,是采用人工的方法使動物在一定致病因素(機械、化學、生物和物理)作用下,造成動物的組織,器官或全身的一定損傷,復制成與人類疾病相似的動物疾病模型,來研究各種疾病的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律及防治方法。
2.切開、分離法此法是以活體動物為對象的整體實驗常用方法。習慣上把在麻醉情況下,制備一些實驗條件(如活體解剖、分離暴露器官、組織或進行一些手術制備等措施)進行研究者稱“急性動物實驗”。其優(yōu)點是比較簡便,操作后可以即進行觀察,實驗條件相對地較易控制,對要研究的器官,有可能直接觀察。但存在著麻醉、手術創(chuàng)造及存活時間較短等因素,也會對實驗結果帶來一定的影響。因此采用此法應注意麻醉深度更適中,手術要輕巧,少出血、減少創(chuàng)傷,并要熟悉手術部位的神經(jīng)、血管等解剖。
3.切除和注入提取液法常用于研究內(nèi)分泌器官的生理和病理病變,如研究切除某一腺體后看輻射對機體的影響,切除某一腺體后看出現(xiàn)什么癥狀而推論這種腺體的功能;如蝌蚪無甲狀腺素,如注入甲狀腺素,蝌蚪很快變成了蛙。
4.離體組織器官法離體實驗是利用動物的離體組織、器官或生物性致病因子(微生物、寄生蟲等),置于一定的存活條件下(如溫度、營養(yǎng)成分、氧氣、水、pH等)進行觀察的一種實驗方法。如可利用離體腸管觀察藥物對腸管動物、吸收、通透性、血流情況等的影響,并進行作用機理的分析;利用離體膽囊來篩選引起膽囊舒縮的藥物;利用大腸桿菌或其它細菌進行藥物敏感性實驗。尋找抑制細菌生長的藥物,并研究其作用規(guī)律,以便為膽道感染的防治提供線索。動物組織、細胞的培養(yǎng)也常用此種方法。離體實驗的優(yōu)點是方法比較簡單,一般不需要很復雜的儀器設備。實驗條件比較容易控制,牽涉的人力較少,因此常被列為分析性研究的一種手段。不足之處是模擬的存活條件畢竟與整體的實際情況有較大的出入,其結果也往往與體內(nèi)的變化有一定距離,因此可以作為整體研究的補充和參考。
5.瘺管法用無菌手術方法給動物造成不同的人造瘺管如胃腸道瘺管、膀胱瘺管、唾液腺瘺管、食道瘺管、膽囊瘺管等。這些瘺管可以收集內(nèi)臟液體,是生理學消化研究的主要方法。此種方法是慢性動物實驗所常用的方法。慢性動物實驗一般是先在無菌操作下制備好實驗模型(瘺管法是其中一種),待動物恢復健康后進行研究。這類研究方法的優(yōu)點在于被研究的對象,其機體內(nèi)外環(huán)境已處于較自然的相對平衡狀態(tài),條件比較穩(wěn)定,所得的結果接近生理情況。但需要事先制備,術后護理,等動物恢復健康后才能從事實驗,花費時間較長,工作量較大,因而在選用上受到一定限制。除了用手術制備的動物實驗外,運用藥物或食鉺等措施制備病理模型,如誘發(fā)各種實驗性動物疾病模型的方法也可歸為慢性動物實驗。
6.移植法一般是將動物的器官、組織或細胞進行相互移植的一種方法。如骨髓移植時,將小鼠A(供體)的骨髓注入到小鼠B的血液中(受體),很快可見脾結節(jié)化(脾造血)。脾結節(jié)的數(shù)量反應了造血干細胞的多少,由此可以觀察干細胞的變化。各小鼠之間的骨髓移植叫同種骨髓移植,同一品系小鼠內(nèi)各小鼠之間的骨髓移植叫同系骨髓,小鼠骨髓移植給大鼠則叫異種骨髓移植。動物各種組織、器官的移植也是實驗研究中常用的方法。
7.生物電、活性觀察法對動物體各種生物電用電生理記錄儀進行觀察記錄,如心電、肌電、腦電等;對動物組織中各種活動物質用生物化學法測定,如各種酶,激素等。
8.病理解剖學、組織學觀察法采用肉眼觀察、光鏡和電鏡檢查,來觀察、分析動物各種疾病時病理組織學改變?蓮慕M織學的角度來探討疾病防治機理,例如通過闌尾組織節(jié)片和肉眼觀察,分析口服中藥、針刺或局部敷藥對有炎癥闌尾的影響,闡明不同證型時闌尾變化的病理學特點以及某些病人用中西醫(yī)結合非手術治療后復發(fā)的原因。近年來由于電子顯微技術的進展,不僅可以觀察到病變時細胞內(nèi)細胞器等亞細胞結構的變化,而且也可以運用電子掃描方法對動物器官的微小結構進行完整的表層觀察。
9.免疫學觀察法注入抗原使動物致敏,制備各種抗血清,如常選用新西蘭或大白耳家兔制備病原體免疫血清、間接免疫血清、抗補體抗體血清、抗組織免疫血清等。采用免疫熒光技術、酶標記免疫技術、放射免疫測定技術、免疫電鏡技術等對動物免疫后各種免疫變化進行檢查。
10.其它方法如聯(lián)體動物法,條件反射法、生物遺傳法、放射生物法、藥物化學等等。
動物實驗的基本操作技術方法,根據(jù)實驗順序分述如下:
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