新型小鼠灌胃器的建立與效果評價*

晉樂飛，段書音，吳衛東，姚　武，黃　輝，馮斐斐

1)鄭州大學公共衛生學院流行病學教研室 鄭州 450001　2)鄭州大學公共衛生學院勞動衛生與環境衛生學教研室 鄭州 450001　3)新鄉醫學院公共衛生學院勞動衛生學教研室 新鄉 453000　4)鄭州大學公共衛生學院衛生毒理學教研室 鄭州 450001

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新型小鼠灌胃器的建立與效果評價*

晉樂飛1)，段書音2)，吳衛東3)，姚武2)，黃輝2)，馮斐斐4)#

1)鄭州大學公共衛生學院流行病學教研室 鄭州 4500012)鄭州大學公共衛生學院勞動衛生與環境衛生學教研室 鄭州 4500013)新鄉醫學院公共衛生學院勞動衛生學教研室 新鄉 4530004)鄭州大學公共衛生學院衛生毒理學教研室 鄭州 450001

關鍵詞灌胃器；小鼠；機械損傷

摘要目的：建立一種新的小鼠灌胃器，評價其灌胃效果。方法：24只清潔級昆明小鼠隨機分為兩組，分別采用常規小鼠灌胃針(常規組)和新建立的小鼠灌胃器(新型灌胃器組)灌胃，每只小鼠按照10 μL/g灌注用生理鹽水配制的含體積分數50%的藍墨水，記錄兩組灌胃操作時間(從固定好小鼠到灌胃結束)和成功率(解剖發現胃部有藍色液體為灌胃成功標志)，比較兩組的灌胃效果。結果：常規組操作時間為(34.39±7.58) s，新型灌胃器組操作時間為(14.23±1.43) s，新型灌胃器組操作時間短于常規組(P<0.001)。新型灌胃器組無一只因操作不當引起小鼠食道損傷或誤灌入氣道死亡，藥物順利到達胃部，成功率達100.0%；常規組成功率為83.3%，有2只因灌胃針穿透食管使藥物進入胸腔。結論：制作的新型小鼠灌胃器灌胃操作簡單、無創，有助于提高動物福利和減少科學的變異性，值得推廣使用。

Establishment and assessment of a novel oral gavage device for mice

AbstractAim: To establish a novel oral gavage device for mice and evaluate its effect. Methods: A total of 24 clean grade KM mice were randomly allocated into two groups and administered saline configurated with 50% volume fraction of blue ink(10 μL/g) using normal oral gavage device or novel oral gavage device,respectively. Moreover, the operation time(from mice being fixed in hand to the end of oral gavage) and success(blue liquid could be found in the stomach) rate were recorded.Results: The operation time of normal oral gavage device group was (34.39±7.58) s, which was longer than that of the novel oral gavage device group[(14.23±1.43) s](P<0.001). There was none case with esophagus or airway injury induced by improper operation when using the novel oral gavage device,and the success rate was 100.0%. However, two mice were penetrated through esophagus by gavage needle when using normal oral gavage device,and the success rate was 83.3%. Conclusion: The novel oral gavage device is simple, non-invasive and disposable in improving animal welfare and decrease scientific variability.

灌胃和口服是嚙齒類動物實驗研究中主要的經口給藥方法[1]。盡管不斷涌現出新的給藥方法，但灌胃仍然是動物毒代動力學和藥代動力學研究中最常用的技術。與口服等其他給藥方法相比，灌胃能夠在保證精準給藥的條件下使藥物快速達到吸收峰值[2]。由于小鼠體型小，常規的灌胃針灌胃方法除易引起小鼠的應激損傷外，重要的是還可能引起一定程度的機械損傷(如氣道損傷、吸入性肺炎、食管穿孔和胃破裂)，甚至死亡[3-4]，從而對實驗結果產生干擾。作者制作了一種新型小鼠灌胃器，其具有操作簡單、基本無創的特點，有助于提高動物福利和減少科學實驗的變異性，報道如下。

1材料與方法

1.1實驗動物與分組24只清潔級昆明小鼠(雌雄各半)，體重25～35 g，購自鄭州大學實驗動物中心，實驗動物生產許可證號：SCXK(豫)2010-0002；常規飼養于鄭州大學公共衛生學院動物房，在無特定病原體環境下飼養，12/12 h晝夜光照，溫度20～24 ℃，濕度40%～60%，飼料符合衛生部頒布的“醫學實驗動物全價營養飼料標準”，實驗動物使用許可證號：SYXK(豫)2012-0007。24只小鼠按隨機數字表法分為兩組，每組12只，分別采用兩種方法進行灌胃，灌胃前禁食6 h。

1.2常規小鼠灌胃器的制作及操作[5]取12號穿刺針頭，用銼刀將尖端磨平后焊一金屬小圓球(目的是防止損傷氣管或消化道)，針體長約3 cm，連接1 mL注射器，即成常規小鼠灌胃器(圖1A)。操作時整個過程需要戴橡膠手套。用右手提起小鼠尾部，置于鼠籠或實驗臺上，用左手的拇指和食指抓住小鼠兩耳后頸背皮膚，以小指壓住小鼠尾部即可。固定過程忌握力過大，勿握其頸部，以免導致小鼠窒息死亡。接著將小鼠置于左手心中，使小鼠軀體自然下垂，與水平面呈45°角即可。用灌胃器輕輕壓其頭部，使口腔和食管成一條直線后，再把灌胃針沿上腭壁輕輕插入小鼠食管。若有明顯“落空感”，并且小鼠可自行吞服藥物，則說明灌胃成功，此時可緩緩抽出灌胃針。如果灌胃針插入的過程中遇到阻力，并且小鼠有強烈掙扎，這時必須拔出重插，防止藥物灌入小鼠氣管或插破食管導致小鼠死亡。

1.3新型小鼠灌胃器的制作及操作將長約5 cm的聚乙烯管(外徑1 mm，內徑0.5 mm)套在5 mL注射器針頭(長約3 cm，直徑0.5 mm)，連接1 mL注射器，即成新型小鼠灌胃器(圖1B)。操作時，小鼠的抓取過程同上，將灌胃器前端的聚乙烯管靠近小鼠口腔，在小鼠自主吞咽的作用下，管子緩緩進入食管(管子前端進入口腔約2 cm，針頭在口腔外，以免針頭扎傷小鼠口腔)，注入藥物后，小鼠可自行吞服。

A：常規小鼠灌胃器；B：新型小鼠灌胃器。圖1　小鼠灌胃器

1.4灌胃效果分析分別對兩位新手進行兩種灌胃器灌胃操作培訓，待其能熟練操作后，正式開始測試。分別采用相應方法對兩組小鼠進行灌胃。每只小鼠按10 μL/g(未超出小鼠最大灌胃劑量[6])灌胃用生理鹽水配制的含體積分數50%的藍墨水。記錄灌胃操作時間 (固定好小鼠至灌胃完成)；然后運用CO2吸入法窒息處死小鼠，解剖觀察小鼠胃部顏色，胃部有藍色液體為灌胃成功，判斷灌胃效果。

1.5統計學處理應用SPSS 21.0進行統計分析，兩組操作時間的比較采用兩獨立樣本t檢驗，兩組成功率的比較采用精確概率法，檢驗水準α=0.05。

2結果

2.1兩組操作時間和成功率的比較常規灌胃器組操作時間為(34.39±7.58) s，新型小鼠灌胃器組操作時間為(14.23±1.43) s，兩組操作時間相比，差異具有統計學意義(t=9.054,P<0.001)。由于小鼠劇烈掙扎，常規灌胃器組有2只小鼠食管破裂，成功率為83.3%;新型小鼠灌胃器組無一只因操作不當引起小鼠食管損傷或誤灌入氣道死亡，成功率為100.0%；兩組比較，差異無統計學意義(P=0.478)。

2.2兩組灌胃效果的驗證經解剖觀察，兩組小鼠胃部均能發現藍色印跡(圖2A和圖2B)。對兩例灌胃失敗的小鼠解剖，在胸腔部位觀察到藍色印跡(圖2C)。

A:常規灌胃器組；B:新型小鼠灌胃器組；C:常規灌胃器組灌胃失敗小鼠。圖2　兩組小鼠胃部的解剖學觀察

3討論

灌胃作為一種常用的動物實驗技術，廣泛應用于化學藥物、有毒有害物質的經口毒理學評價。然而，近年來的研究[4, 7-9]發現，常規的灌胃方法在實驗過程中也無疑引入了科學變異性，主要包括動物應激(如血壓、心率改變以及下丘腦-垂體-腎上腺軸的激活)，機械損傷以及對動物自主活動的影響。Vandenberg等[8]研究發現，應激可干擾動物內分泌或非內分泌的正常反應，不能應用于內分泌干擾物的研究。另有研究[4]發現，1次/d連續灌胃10 d，大鼠死亡率為22%，死亡原因主要是灌胃針對食管的機械損傷。劉天雅等[9]的研究表明，常規灌胃方法可對小鼠的自主活動產生影響。因此，建立一種新的灌胃方法對減少這些科學變異性并提高動物福利的意義重大。

該研究中，作者建立了一種新型小鼠灌胃器。與常規灌胃針灌胃方法相比，新型灌胃器灌胃操作所需時間短，成功率高。新型灌胃器用聚乙烯管代替灌胃針，在小鼠主動咀嚼和吞咽的同時完成給藥，大大降低了小鼠的應激水平。聚乙烯材料硬度小，不會對小鼠的食管造成機械損傷，并且一次性使用后可以丟棄，避免了不同藥物灌胃的交叉污染。近年來，國內外學者對小鼠灌胃方法進行了不同的改良。Hoggatt等[2]利用蔗糖的安撫和鎮痛作用，對灌胃針預涂蔗糖，該方法不僅減少了小鼠應激反應，而且縮短了灌胃操作時間，提高了動物福利和實驗效率，但是操作不當，灌胃針仍有可能對小鼠食管造成機械損傷，且難以避免不同藥物灌胃的交叉污染；同時，蔗糖具有抗感染和促進傷口愈合的作用[10]，可能會拮抗藥物的有毒有害效應，影響實驗結果的可靠性。國內有學者[11]選用醫用硅膠、ABS塑料和聚乙烯管制備了一次性小鼠灌胃器，該灌胃器也可減少對食管的刺激，避免灌胃不同藥物時的交叉污染，但取材相對較難，不利于技術的推廣。

與其他小鼠灌胃器相比，作者建立的小鼠灌胃器具有以下優點：①所需器材簡易，容易獲得，經濟合理。②聚乙烯材質較軟，避免了對小鼠食管的機械損傷，減少了小鼠的痛苦與不適。③操作簡單，成功率高，容易掌握和推廣。④一次性使用，可避免灌胃不同藥物的交叉污染。

使用該灌胃器操作時，應注意：套在注射器前端的聚乙烯管不宜過長，3～5 cm為宜，方便灌胃時管子方位的掌控；灌胃時，避免用力將管子往小鼠食管里塞，聚乙烯管子雖然很軟，但是由于太細，用力過猛同樣會造成食管的機械損傷。

綜上所述，作者制作的小鼠灌胃器操作簡單、無創，有助于提高動物福利和實驗效率，同時也避免了灌胃不同藥物的交叉污染，可以在各領域動物實驗研究中推廣使用。

參考文獻

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[8]VANDENBERG LN,WELSHONS WV,VOM SAAL FS,et al.Should oral gavage be abandoned in toxicity testing of endocrine disruptors?[J].Environ Health,2014,13(1):46

[9]劉天雅,洪宗元.灌胃與腹腔注射對小鼠自主活動的影響[J].皖南醫學院學報,2010,29(4):241

[10]MPHANDE AN,KILLOWE C,PHALIRA S,et al.Effects of honey and sugar dressings on wound healing[J].J Wound Care,2007,16(7):317

[11]沈連忠.一次性使用灌胃器:CN202537704U[P].2012-11-21

JINYuefei1),DUANShuyin2),WUWeidong3),YAOWu2),HUANGHui2),FENGFeifei4)

1)DepartmentofEpidemiology,CollegeofPublicHealth,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001

2)DepartmentofOccupationalandEnvironmentalHealth,CollegeofPublicHealth,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou4500013)DepartmentofOccupationalHealth,CollegeofPublicHealth,XinxiangMedicalUniversity,Xinxiang4530004)DepartmentofToxicology,CollegeofPublicHealth,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001

*國家自然科學基金資助項目81402712；鄭州大學青年教師專項科研基金資助項目1421329082

Key wordsoral gavage device;mouse;mechanical injury

中圖分類號R114

通信作者#，女，1983年4月生，博士，講師，研究方向：環境污染物引起的肺部損傷，E-mail:feifeifeng@zzu.edu.cn

doi：10.13705/j.issn.1671-6825.2016.01.028