新型小鼠灌胃器的建立与效果评价*

晋乐飞，段书音，吴卫东，姚　武，黄　辉，冯斐斐

1)郑州大学公共卫生学院流行病学教研室 郑州 450001　2)郑州大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学教研室 郑州 450001　3)新乡医学院公共卫生学院劳动卫生学教研室 新乡 453000　4)郑州大学公共卫生学院卫生毒理学教研室 郑州 450001



新型小鼠灌胃器的建立与效果评价*

晋乐飞1)，段书音2)，吴卫东3)，姚武2)，黄辉2)，冯斐斐4)#

1)郑州大学公共卫生学院流行病学教研室 郑州 4500012)郑州大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学教研室 郑州 4500013)新乡医学院公共卫生学院劳动卫生学教研室 新乡 4530004)郑州大学公共卫生学院卫生毒理学教研室 郑州 450001

关键词灌胃器；小鼠；机械损伤

摘要目的：建立一种新的小鼠灌胃器，评价其灌胃效果。方法：24只清洁级昆明小鼠随机分为两组，分别采用常规小鼠灌胃针(常规组)和新建立的小鼠灌胃器(新型灌胃器组)灌胃，每只小鼠按照10 μL/g灌注用生理盐水配制的含体积分数50%的蓝墨水，记录两组灌胃操作时间(从固定好小鼠到灌胃结束)和成功率(解剖发现胃部有蓝色液体为灌胃成功标志)，比较两组的灌胃效果。结果：常规组操作时间为(34.39±7.58) s，新型灌胃器组操作时间为(14.23±1.43) s，新型灌胃器组操作时间短于常规组(P<0.001)。新型灌胃器组无一只因操作不当引起小鼠食道损伤或误灌入气道死亡，药物顺利到达胃部，成功率达100.0%；常规组成功率为83.3%，有2只因灌胃针穿透食管使药物进入胸腔。结论：制作的新型小鼠灌胃器灌胃操作简单、无创，有助于提高动物福利和减少科学的变异性，值得推广使用。

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.

灌胃和口服是啮齿类动物实验研究中主要的经口给药方法[1]。尽管不断涌现出新的给药方法，但灌胃仍然是动物毒代动力学和药代动力学研究中最常用的技术。与口服等其他给药方法相比，灌胃能够在保证精准给药的条件下使药物快速达到吸收峰值[2]。由于小鼠体型小，常规的灌胃针灌胃方法除易引起小鼠的应激损伤外，重要的是还可能引起一定程度的机械损伤(如气道损伤、吸入性肺炎、食管穿孔和胃破裂)，甚至死亡[3-4]，从而对实验结果产生干扰。作者制作了一种新型小鼠灌胃器，其具有操作简单、基本无创的特点，有助于提高动物福利和减少科学实验的变异性，报道如下。

1材料与方法

1.1实验动物与分组24只清洁级昆明小鼠(雌雄各半)，体重25～35 g，购自郑州大学实验动物中心，实验动物生产许可证号：SCXK(豫)2010-0002；常规饲养于郑州大学公共卫生学院动物房，在无特定病原体环境下饲养，12/12 h昼夜光照，温度20～24 ℃，湿度40%～60%，饲料符合卫生部颁布的“医学实验动物全价营养饲料标准”，实验动物使用许可证号：SYXK(豫)2012-0007。24只小鼠按随机数字表法分为两组，每组12只，分别采用两种方法进行灌胃，灌胃前禁食6 h。

1.2常规小鼠灌胃器的制作及操作[5]取12号穿刺针头，用锉刀将尖端磨平后焊一金属小圆球(目的是防止损伤气管或消化道)，针体长约3 cm，连接1 mL注射器，即成常规小鼠灌胃器(图1A)。操作时整个过程需要戴橡胶手套。用右手提起小鼠尾部，置于鼠笼或实验台上，用左手的拇指和食指抓住小鼠两耳后颈背皮肤，以小指压住小鼠尾部即可。固定过程忌握力过大，勿握其颈部，以免导致小鼠窒息死亡。接着将小鼠置于左手心中，使小鼠躯体自然下垂，与水平面呈45°角即可。用灌胃器轻轻压其头部，使口腔和食管成一条直线后，再把灌胃针沿上腭壁轻轻插入小鼠食管。若有明显“落空感”，并且小鼠可自行吞服药物，则说明灌胃成功，此时可缓缓抽出灌胃针。如果灌胃针插入的过程中遇到阻力，并且小鼠有强烈挣扎，这时必须拔出重插，防止药物灌入小鼠气管或插破食管导致小鼠死亡。

1.3新型小鼠灌胃器的制作及操作将长约5 cm的聚乙烯管(外径1 mm，内径0.5 mm)套在5 mL注射器针头(长约3 cm，直径0.5 mm)，连接1 mL注射器，即成新型小鼠灌胃器(图1B)。操作时，小鼠的抓取过程同上，将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，管子缓缓进入食管(管子前端进入口腔约2 cm，针头在口腔外，以免针头扎伤小鼠口腔)，注入药物后，小鼠可自行吞服。

A：常规小鼠灌胃器；B：新型小鼠灌胃器。图1　小鼠灌胃器

1.4灌胃效果分析分别对两位新手进行两种灌胃器灌胃操作培训，待其能熟练操作后，正式开始测试。分别采用相应方法对两组小鼠进行灌胃。每只小鼠按10 μL/g(未超出小鼠最大灌胃剂量[6])灌胃用生理盐水配制的含体积分数50%的蓝墨水。记录灌胃操作时间 (固定好小鼠至灌胃完成)；然后运用CO2吸入法窒息处死小鼠，解剖观察小鼠胃部颜色，胃部有蓝色液体为灌胃成功，判断灌胃效果。

1.5统计学处理应用SPSS 21.0进行统计分析，两组操作时间的比较采用两独立样本t检验，两组成功率的比较采用精确概率法，检验水准α=0.05。

2结果

2.1两组操作时间和成功率的比较常规灌胃器组操作时间为(34.39±7.58) s，新型小鼠灌胃器组操作时间为(14.23±1.43) s，两组操作时间相比，差异具有统计学意义(t=9.054,P<0.001)。由于小鼠剧烈挣扎，常规灌胃器组有2只小鼠食管破裂，成功率为83.3%;新型小鼠灌胃器组无一只因操作不当引起小鼠食管损伤或误灌入气道死亡，成功率为100.0%；两组比较，差异无统计学意义(P=0.478)。

2.2两组灌胃效果的验证经解剖观察，两组小鼠胃部均能发现蓝色印迹(图2A和图2B)。对两例灌胃失败的小鼠解剖，在胸腔部位观察到蓝色印迹(图2C)。

A:常规灌胃器组；B:新型小鼠灌胃器组；C:常规灌胃器组灌胃失败小鼠。图2　两组小鼠胃部的解剖学观察

3讨论

灌胃作为一种常用的动物实验技术，广泛应用于化学药物、有毒有害物质的经口毒理学评价。然而，近年来的研究[4, 7-9]发现，常规的灌胃方法在实验过程中也无疑引入了科学变异性，主要包括动物应激(如血压、心率改变以及下丘脑-垂体-肾上腺轴的激活)，机械损伤以及对动物自主活动的影响。Vandenberg等[8]研究发现，应激可干扰动物内分泌或非内分泌的正常反应，不能应用于内分泌干扰物的研究。另有研究[4]发现，1次/d连续灌胃10 d，大鼠死亡率为22%，死亡原因主要是灌胃针对食管的机械损伤。刘天雅等[9]的研究表明，常规灌胃方法可对小鼠的自主活动产生影响。因此，建立一种新的灌胃方法对减少这些科学变异性并提高动物福利的意义重大。

该研究中，作者建立了一种新型小鼠灌胃器。与常规灌胃针灌胃方法相比，新型灌胃器灌胃操作所需时间短，成功率高。新型灌胃器用聚乙烯管代替灌胃针，在小鼠主动咀嚼和吞咽的同时完成给药，大大降低了小鼠的应激水平。聚乙烯材料硬度小，不会对小鼠的食管造成机械损伤，并且一次性使用后可以丢弃，避免了不同药物灌胃的交叉污染。近年来，国内外学者对小鼠灌胃方法进行了不同的改良。Hoggatt等[2]利用蔗糖的安抚和镇痛作用，对灌胃针预涂蔗糖，该方法不仅减少了小鼠应激反应，而且缩短了灌胃操作时间，提高了动物福利和实验效率，但是操作不当，灌胃针仍有可能对小鼠食管造成机械损伤，且难以避免不同药物灌胃的交叉污染；同时，蔗糖具有抗感染和促进伤口愈合的作用[10]，可能会拮抗药物的有毒有害效应，影响实验结果的可靠性。国内有学者[11]选用医用硅胶、ABS塑料和聚乙烯管制备了一次性小鼠灌胃器，该灌胃器也可减少对食管的刺激，避免灌胃不同药物时的交叉污染，但取材相对较难，不利于技术的推广。

与其他小鼠灌胃器相比，作者建立的小鼠灌胃器具有以下优点：①所需器材简易，容易获得，经济合理。②聚乙烯材质较软，避免了对小鼠食管的机械损伤，减少了小鼠的痛苦与不适。③操作简单，成功率高，容易掌握和推广。④一次性使用，可避免灌胃不同药物的交叉污染。

使用该灌胃器操作时，应注意：套在注射器前端的聚乙烯管不宜过长，3～5 cm为宜，方便灌胃时管子方位的掌控；灌胃时，避免用力将管子往小鼠食管里塞，聚乙烯管子虽然很软，但是由于太细，用力过猛同样会造成食管的机械损伤。

综上所述，作者制作的小鼠灌胃器操作简单、无创，有助于提高动物福利和实验效率，同时也避免了灌胃不同药物的交叉污染，可以在各领域动物实验研究中推广使用。

参考文献

[1]邱灿华,李红宇,林文健,等.实验动物常用灌胃方法及改进[J].医学信息,2013,26(6):438

[2]HOGGATT AF,HOGGATT J,HONERLAW M,et al.A spoonful of sugar helps the medicine go down: a novel technique to improve oral gavage in mice[J].J Am Assoc Lab Anim Sci,2010,49(3):329

[3]GERMANN PG,OCKERT D.Granulomatous inflammation of the oropharyngeal cavity as a possible cause for unexpected high mortality in a Fischer 344 rat carcinogenicity study[J].Lab Anim Sci,1994,44(4):338

[4]MURPHY SJ,SMITH P,SHAIVITZ AB,et al.The effect of brief halothane anesthesia during daily gavage on complications and body weight in rats[J].Contemp Top Lab Anim Sci,2001,40(2):9

[5]赵明德.常用小型实验动物灌胃给药技术方法介绍[J].泸州医学院学报,2004(3):258

[6]鄢海燕,邹纯才,杨洋,等.小鼠最大灌胃量的研究[J].中国当代医药,2015(2):4

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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]刘天雅,洪宗元.灌胃与腹腔注射对小鼠自主活动的影响[J].皖南医学院学报,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]沈连忠.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

*国家自然科学基金资助项目81402712；郑州大学青年教师专项科研基金资助项目1421329082

Key wordsoral gavage device;mouse;mechanical injury

中图分类号R114

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

doi：10.13705/j.issn.1671-6825.2016.01.028