第六章　生物醫(yī)學研究的基本途徑方法及實驗設(shè)計

第九章生物醫(yī)學研究的根本途徑、方法和影響因素趙效國第一節(jié)生物醫(yī)學研究的根本途徑根本途徑臨床研究實驗室研究一、臨床研究

研究對象病人目的研究人的疾病發(fā)生和開展過程，提高診斷水平、改進治療方法特點：1．它是前瞻性研究，即必須直接跟蹤受試對象。2．在臨床試驗中必須有一種或多種處理。3．臨床試驗必須有對照，使處理的效應可與之比較。4．臨床試驗是以人為對象，因此必須考慮到對象的平安及某些倫理問題。二、實驗室研究研究的對象實驗動物和微生物以及試管試驗特點和優(yōu)點

1．可能更嚴格地控制實驗條件。2．可以縮短研究周期，進行對機體有害或可能有害的處理因素的研究。3．可以最大限度地獲取反映實驗效應的樣本和資料。4．可以進行藥物的長期療效和遠期效應的觀察。5．可以進行一些臨床上根本作不到的實驗。臨床研究和實驗室研究的比較項目臨床研究實驗研究研究對象病人動物和細菌等實驗對象的健康情況不健康健康并可排除各種病因的作用（可選用無細菌動物、純系動物等），動物可用一種病因作用而發(fā)生某一疾病。實驗的具體要求（年齡、性別、體重）臨床研究不能達到動物可以達到要求實驗條件的選擇臨床病人很難達到實驗室的溫度、光線、飲食、活動范圍等可以嚴格控制藥物遠期效應病人不行動物可以不考慮藥物的長期效果觀察病人則較難進行動物可以長期進行動物實驗的優(yōu)點

1．在人體不便進行的研究可以動物身上進行；如增加痛苦或疾病。2．在平時見不到的疾病可在動物身上復制出來；如急性放射病及燒傷和凍傷等。3．可以根據(jù)需要觀察疾病全過程，可細致的觀察疾病是怎樣發(fā)生、開展、最后怎樣結(jié)局的。4．實驗室條件可以嚴密控制并且可以進行嚴密對照。5．動物實驗符合多快好省，可以大在縮短研究周期。動物實驗的缺點動物機體結(jié)構(gòu)和代謝特點和人有較大差異，所以動物實驗的結(jié)果不能完全照搬照抄用于人；有些因素在動物身上不易觀察如頭痛及其它精神因素，這是由于動物沒有語言，不能表達主觀感覺；實驗動物往往是麻醉情況下進行實驗和觀察的，與正常清醒情況下有一定區(qū)別等。所以在動物實驗設(shè)計時必須選擇與人相似的實驗動物作實驗，實驗時注意麻醉濃度要適中和其他各種條件的控制，來克服上述動物實驗的缺點。第二節(jié)動物實驗根本方法動物實驗的常用方法1．復制動物模型法2．切開、別離法3．切除和注入提取液法4．離體組織器官法5．瘺管法6．移植法7．生物電、活性觀察法8．病理解剖學、組織學觀察法9．免疫學觀察法10．其它方法實驗動物的抓取固定方法小鼠抓取固定方法實驗動物的抓取固定方法小鼠抓取固定方法實驗動物的抓取固定方法大鼠的抓取固定方法實驗動物的抓取固定方法蛙類的抓取固定方法實驗動物的抓取固定方法豚鼠的抓取固定方法實驗動物的抓取固定方法兔的抓取方法實驗動物的抓取固定方法兔的固定方法實驗動物的抓取固定方法狗的抓取固定方法實驗動物編號標記方法

顏料涂染烙印法號牌法實驗動物的隨機分組方法1．將實驗單位隨機分成兩組

設(shè)有小鼠14只，試用隨機數(shù)字表將其分成兩組。先將小鼠依次編為1、2、3……14號，然后任意從隨機數(shù)字表的某一行某一數(shù)字開始抄錄14個數(shù)，編排如下：動物編號1234567891011121314隨機數(shù)目1622779439495443548217379323歸組ＢＢＡＢＡＡＢＡＢＢＡＡＡＡ實驗動物的隨機分組方法現(xiàn)令單數(shù)代表A組，雙數(shù)代表B組，結(jié)果列入A組的動物有8只，列入B組的動物有6只。如要使兩組相等，須將A組減少一只，劃入B組。應把哪一只小鼠劃入B組，仍可用隨機數(shù)字表，在上述抄錄的14個數(shù)后面再抄錄一個數(shù)字為78，此數(shù)以8除之，因為歸入A組的小鼠有8只，故以8除，得余數(shù)6。于是把第6個A〔即編寫為第12號的小鼠〕劃給B組。實驗動物的隨機分組方法2．將實驗單位隨機分成三組

設(shè)有動物15只，隨機等分成A、B、C三組。將動物編號后，按上述方法，從隨機數(shù)字表抄錄15個數(shù)字，將各數(shù)一律以3除之，并以余數(shù)1、2、3代表A、B、C，結(jié)果歸入A組的動物6只，歸入B組的動物4只，歸入C組的動物5只，即：動物號碼123456789101112131415隨機數(shù)目186240191240839534194491690330除了后的余數(shù)321131221121333歸組ＣＢＡＡＣＡＢＢＡＡＢＡＣＣＣ實驗動物的隨機分組方法要使三組的動物數(shù)相等，須把原歸A組的6只動物中的1只改配到B組去?？梢噪S機數(shù)字表繼續(xù)按斜角線抄錄一個數(shù)字，得60，以6除之，除盡〔相當于余數(shù)為6〕，就可以把第六個A〔即12號〕動物改為B組。實驗動物被毛的去除方法

實驗動物被毛的去除方法實驗動物給藥途徑和方法

〔一〕皮下注射注射時以左手拇指和食指提起皮膚，將連有5〔1/2〕號針頭的注射器刺入皮下。皮下注射部位一般狗、貓多在大腿外側(cè)，豚鼠在后大腿的內(nèi)側(cè)或小腹部；大白鼠可在側(cè)下腹部。兔在背部或耳根部注射。蛙可在脊背部淋巴腔注射。實驗動物給藥途徑和方法〔二〕皮內(nèi)注射皮內(nèi)注射時需將注射的局部脫去被毛，消毒后，用左手拇指和食指按住皮膚并使之繃緊，在兩指之間，用結(jié)核菌素注射器連4(1/2)細針頭，緊貼皮膚表層刺入皮內(nèi)，然后再向上挑起并再稍刺入，即可注射藥液，此時可見皮膚外表鼓起一白色小皮丘。實驗動物給藥途徑和方法〔三〕肌肉注射肌肉注射應選肌肉興旺，無大血管通過的部位，一般多項選擇臀部。注射時垂直迅速刺入肌肉，回抽針栓如無回血，即可進行注射。給小白鼠、大白鼠等小動物作肌肉注射時，用左手抓住鼠兩耳和頭部皮膚，右手取連有5〔1/2〕針頭的注射器，將針頭刺入大腿外側(cè)肌肉，將藥液注入。實驗動物給藥途徑和方法〔四〕腹腔注射用大、小白鼠做實驗時，以左手抓住動物，使腹部向上，右手將注射針頭于左〔或右〕下腹部刺入皮下，使針頭向前推

0.5～1.0cm，再以45度角穿過腹肌，固定針頭，緩緩注入藥液〔圖11-11〕，為防止傷及內(nèi)臟，可使動物處于頭低位，使內(nèi)臟移向上腹。假設(shè)實驗動物為家兔，進針部位為下腹部的腹白線離開1cm處。實驗動物給藥途徑和方法實驗動物給藥途徑和方法〔五〕靜脈注射1．兔：兔耳部血管分布清晰。兔耳中央為動物，耳外緣為靜脈。內(nèi)緣靜脈深不易固定，故不用。外緣靜脈表淺易固定，常用。先拔去注射部位的被毛，用手指彈動或輕揉兔耳，使靜脈充盈，左手食指和中指夾住靜脈的近端，拇指繃緊靜脈的遠端，無名指及小指墊在下面，右手持注射器連6號針頭盡量從靜脈的遠端刺入，移動拇指于針頭上以固定針頭，放開食指和中指，將藥液注入，然后拔出針頭，用手壓迫針眼片刻。實驗動物給藥途徑和方法2．小白鼠和大白鼠：一般采用尾靜脈注射，鼠尾靜脈有三根，左右兩側(cè)及背側(cè)各一根，左右兩側(cè)尾靜脈比較容易固定，多采用，背側(cè)一根也可采用，但位置容易固定。操作時先將動物固定在鼠筒內(nèi)或扣在燒杯中，使尾巴露出，尾部用45～50℃的溫水浸潤半分鐘或用酒精擦拭使血管擴張，并可使表皮角質(zhì)軟化，以左手拇指和食指捏住鼠尾兩側(cè)，使靜脈充盈，用中指從下面托起尾巴，以無名指和小指夾住尾巴的末梢，右手持注射器連4(1/2)號細針頭，使針頭與靜脈平行〔小于30℃〕，從尾下四分之一處〔約距尾尖2-3厘米〕處進針，此處皮薄易于刺入，先緩注少量藥液，如無阻力，表示針頭已進入靜脈，可繼續(xù)注入。注射完畢后把尾部向注射側(cè)彎曲以止血。如需反復注射，應盡可能從末端開始，以后向尾根部方向移動注射〔圖11-13〕。實驗動物給藥途徑和方法3．狗：狗靜脈注射多項選擇前肢內(nèi)側(cè)皮下頭靜脈或后肢小隱靜脈注射。注射前由助手將動物側(cè)臥，剪去注射部位的被毛，用膠皮帶扎緊〔或用手抓緊〕靜脈近端，使血管充盈，從靜脈的遠端將注射針頭平行刺入血管，待有回血后，松開綁帶〔或兩手〕，緩緩注入藥液。實驗動物給藥途徑和方法4．蛙〔或蟾蜍〕：將蛙或蟾蜍腦脊髓破壞后，仰臥固定于蛙板上，沿腹中線稍左剪開腹肌，可見到腹靜脈貼著腹壁肌肉下行，將注射針頭沿血管平行方向刺入即可。實驗動物給藥途徑和方法注射途徑小鼠大鼠豚鼠兔狗腹腔0.2-1.01-32-55-105-15肌肉0.1-0.20.2-0.50.2-0.50.5-1.02-5靜脈0.2-0.51-21-53-105-15皮下0.1-0.50.5-1.00.5-21.0-3.03-10幾種動物不同給藥途徑的常用注射量〔毫升〕經(jīng)口染毒〔胃腸道〕〔1〕灌胃量：小鼠1ml,大鼠5ml,豚鼠5ml.優(yōu)點：劑量準確；減少了胃內(nèi)容物對吸收的影響。缺點：工作量大；易傷食管或誤入氣管。〔2〕喂飼法優(yōu)點：符合人類實際接觸情況，工作量不大。缺點：①受試物如有異味，影響動物食欲；②有揮發(fā)性者導致劑量下降；③可能與飼料成分反響影響毒性；④劑量不易準確掌握?！?〕吞咽膠囊實驗動物給藥途徑和方法經(jīng)口給藥1．小鼠、大鼠〔或豚鼠〕灌胃時將針按在注射器上，吸入藥液。左手抓住鼠背部及頸部皮膚將動物固定，右手持注射器，將灌胃針插入動物口中，沿咽后壁徐徐插入食道。動物應固定成垂直體位，針插入時應無阻力。假設(shè)感到阻力或動物掙扎時，應立即停止進針或?qū)⑨槹纬?，以兔損傷或穿破食道以及誤入氣管。一般當灌胃針插入小鼠3－4cm，大鼠或豚鼠4-6cm后可將藥物注入。常用的灌胃量小鼠為0.2-1ml，大鼠1-4ml，豚鼠為1-5ml。實驗動物給藥途徑和方法經(jīng)口給藥2．狗、兔、貓、猴

灌胃時，先將動物固定，再將特制的擴口器放入動物口中，擴口器之寬度可視動物口腔大小而定，如狗的擴口器可用木料制成長方形，長約10-15cm，粗細應適合狗嘴，約2-3cm，中間鉆一小孔，孔的直途為5-10cm。灌胃時將擴口器放于上述動物上下門牙之后，并用繩將它固定于嘴部，將帶有彈性的橡皮導管〔如導尿管〕，經(jīng)擴口器上的小圓孔插入，沿咽后壁而進入食道，此時應檢查導管是否正確插入食道，可將導管外口置于一盛水的燒杯中，如不發(fā)生氣泡，即認為此導管是在食道中，未誤入氣管，即可將藥液灌入。實驗動物給藥途徑和方法實驗動物給藥途徑和方法呼吸道給藥〔1〕靜式吸入接觸〔2〕動式吸入接觸〔3〕氣管注入接觸實驗動物給藥途徑和方法經(jīng)皮膚染毒〔1〕動物皮膚準備〔2〕染毒方法①定性試驗——浸尾試驗②局部作用試驗③皮膚定量吸收試驗實驗動物用藥量確實定及計算方法〔一〕動物給藥量確實定1．先用小鼠粗略地探索中毒劑量或致死劑量，然后用小于中毒量的劑量，或取致死量的假設(shè)干分之一為應用劑量，一般可取1/10-1/5。2．植物藥粗制劑的劑量多按生藥折算。3．化學藥品可參考化學結(jié)構(gòu)相似的藥物，特別是化學結(jié)構(gòu)和作用都相似的藥物的劑量。實驗動物用藥量確實定及計算方法4．確定劑量后，如第一次實驗的作用不明顯，動物也沒有中毒的表現(xiàn)〔體重下降、精神不振、活動減少或其他病癥〕，可以加大劑量再次實驗。如出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，作用也明顯，那么應降低劑量再次實驗。在一般情況下，在適宜的劑量范圍內(nèi)，藥物的作用常隨劑量的加大而增強。所以有條件時，最好同時用幾個劑量作實驗，以便迅速獲得關(guān)于藥物作用的較完整的資料。如實驗結(jié)果出現(xiàn)劑量與作用強度之間毫無規(guī)律時，那么更應慎重分析。實驗動物用藥量確實定及計算方法5．用大動物進行實驗時，開始的劑量可采用給鼠類劑量的十五分之一～二分之一，以后可根據(jù)動物的反響調(diào)整劑量。6．確定動物給藥劑量時，要考慮給藥動物的年齡大小和體質(zhì)強弱。一般說確定的給藥劑量是指成年動物的，如是幼小動物，劑量應減少。如以狗為例：6個月以上的狗給藥量為1份時，3-6個月的給1/2份，45-89日1/4份，20-44日的給1/8份，10-19日的給1/16份。實驗動物用藥量確實定及計算方法7．確定動物給藥劑量時，要考慮因給藥途徑不同，所用劑量也不同，以口服量為100時，灌腸量應為100-200，皮下注射量30-50，肌肉注射量為25-30，靜脈注射量為25。實驗動物用藥量確實定及計算方法〔二〕實驗動物用藥量的計算方法動物實驗所用的藥物劑量，一般按mg/kg體重或g/kg體重計算，應用時須從藥液的濃度換算出相當于每kg體重應注射的藥液量〔ml數(shù)〕，以便給藥。例1：計算給體重1.8kg的家兔，靜脈注射20%氨基甲酸乙酯溶液麻醉，按每kg體重1g的劑量注射，應注射多少ml？例2：計算給體重23g的小白鼠，注射鹽酸嗎啡15mg/kg體重，溶液濃度為0.1%，應注射多少ml？實驗動物用藥量確實定及計算方法〔三〕人與動物及各類動物間藥物劑量的換算方法1．人與動物用藥量換算

人與動物對同一藥物的耐受性是相差很大的。一般說來，動物的耐受性要比人大，也就是單位體重的用藥理動物比人要大。人的各種藥物的用量在很多書上可以查得，但動物用藥量可查的書較少，而且動物用的藥物種類遠不如人用的那么多。因此，必須將人的用藥量換算成動物的用藥量。一般可按以下比例換算：人用藥量為1，小白鼠、大白鼠為25-50，兔、豚鼠為15-20，狗、貓為5-10。實驗動物用藥量確實定及計算方法〔1〕人體體外表積計算法

計算我國人的體外表積，一般認為許文生氏公式〔中國生理學雜志12:327,1937〕尚較適用，即：體外表積〔m2〕=0.0061×身高〔cm〕+0.0128×體重(kg)-0.1529例：某人身高168cm，體重55kg，試計算其體外表積。解：0.061×168+0.0128×55.0.1529=1.576m2實驗動物用藥量確實定及計算方法〔2〕動物的體外表積計算法

有許多種，在需要由體重推算體外表積時，一般認為Meeh-Rubner氏公式尚較適用，即：式中的K為一常數(shù)，隨動物種類而不同：小白鼠和大白鼠9.1、豚鼠9.8、家兔10.1、貓9.8、狗11.2、猴11.8、人10.6(上列K值各家報導略有出入)。應當指出，這樣計算出來的外表積還是一種粗略的估計值，不一定完全符合于每個動物的實測數(shù)值。實驗動物用藥量確實定及計算方法2．人及不同種類動物之間藥物劑量的換算〔1〕直接計算法

即按：實驗動物用藥量確實定及計算方法例：某利尿藥大白鼠灌給藥時的劑量為250mg/kg，試粗略估計狗灌胃給藥時可以試用的劑量。解：實驗用大白鼠的體重一般在200g左右，其體外表積〔A〕為：250mg/kg的劑量如改以mg/m2表示，即為：實驗用狗的體重一般在10kg左右，其體外表積〔A〕為：實驗動物用藥量確實定及計算方法〔2〕按mg/kg折算mg/m2轉(zhuǎn)換因子計算〔3〕按每kg體重占有體重外表積相比照值計算〔4〕按人和動物間按體外表積折算的等效劑量比值表計算(5)按人與各種動物以及各種動物之間用藥劑量換算實驗動物的麻醉(一)常用的麻醉劑揮發(fā)性麻醉劑非揮發(fā)性麻醉劑中藥麻醉劑?！捕硠游锏穆樽矸椒?．全身麻醉〔1〕吸入法〔2〕腹腔和靜脈給藥麻醉法2．局部麻醉實驗動物的麻醉3．麻醉本卷須知⑴靜脈注射必須緩慢，同時觀察肌肉緊張性、角膜反射和對皮膚夾捏的反響，當這些活動明顯減弱或消失時，立即停止注射。配制的藥液濃度要適中，不可過高，以兔麻醉過急；但也不能過低，以減少注入溶液的體積。⑵麻醉時需注意保溫。麻醉期間，動物的體溫調(diào)節(jié)機能往往受到抑制，出現(xiàn)體溫下降，可影響實驗的準確性。此時常需采取保溫措施。保溫的方法有，實驗桌內(nèi)裝燈，電褥，臺燈照射等。無論用哪種方法加溫都應根據(jù)動物的肛門體溫而定。常用實驗動物正常體溫：貓為38.6℃±1.0℃，兔為38.4℃±1.0℃，大鼠為39.3℃±0.5℃。⑶作慢性實驗時，在寒冷冬季，麻醉劑在注射前應加熱至動物體溫水平。實驗動物采血方法采血方法的選擇，主要決定于實驗的目的所需血量以及動物種類。采血時要注意：⑴采血場所有充足的光線；室溫夏季最好保持在25-28℃，冬季，15-20℃為宜；⑵采血用具有采用部位一般需要進行消毒；⑶采血用的注射器和試管必須保持清潔枯燥；⑷假設(shè)需抗凝全血，在注射器或試管內(nèi)需預先參加抗凝劑。實驗動物采血方法不同動物采血部位與采血量的關(guān)系采血量采血部位動物品種取少量血尾靜脈耳靜脈眼底靜脈叢舌下靜脈腹壁靜脈冠、腳蹼皮下靜脈大鼠、小鼠兔、狗、貓、豬、山羊、綿羊兔、大鼠、小鼠兔青蛙、蟾蜍雞、鴨、鵝取中量血后肢外側(cè)皮下小隱靜脈前肢內(nèi)側(cè)皮下頭靜脈耳中央動脈頸靜脈心臟斷頭翼下靜脈頸動