异氟烷吸入式麻醉在动物手术中的应用优势

异氟烷吸入式麻醉在动物手术中的应用优势 动物手术前的麻醉不仅是为了减少动物疼痛满足动物福利的要求，也是为了保证动物手术顺利进行。目前注射麻醉在我国的动物麻醉中最为普遍，其优点是不需要昂贵的设备，只需要注射器就行，但麻醉剂注射动物后，必须经肝脏代谢完后，动物才苏醒；剂量过大会造成动物麻醉过度死亡，剂量过小动物不能进入麻醉状态或进入麻醉状态比较慢。在发达国家，气体吸入式的麻醉非常普遍，与传统的药物注射麻醉方式相比，具有以下显著的共同优点： 动物进入麻醉状态较快，苏醒也迅速，一旦停止麻醉，一般2分钟内动物即可苏醒 麻醉深度容易控制，若在手术过程中发现动物状态不佳，可马上停止麻醉或者快速充氧进行抢救，因此安全性非常好； 动物的发病率和死亡率低，动物手术的成功率高； 更重要的是，吸入式麻醉剂在体内不参与代谢，几乎完全由肺泡经呼吸排出，对实验结果不造成影响，研究成果易得到国际认可。 在具体的实际应用中，我们可以明显地看到异氟烷吸入式麻醉方式的优势，下面就一些典型的动物实验采用异氟烷麻醉方式的优势，说明如下： 1. 套管慢性给药、微透析和光学刺激/生理信号记录（光遗传学） 导管植入颅内，待动物恢复后，首先拔出导管帽，然后植入注射内管（探针或光纤）、通过管路（光纤跳线）连接注射器（激光器）。然而，植入内管（探针或光纤）和连接管路（光纤跳线）这一过程（如图1、2和3所示），虽然花费时间很短，也就几分钟的时间，如果动物不麻醉，动物会挣扎，配合不好，导致无法插管（插入光纤）；如果在戊巴比妥钠、乌拉坦等注射麻醉后进行，操作容易进行，但是这些麻醉方式的维持时间很长，往往达3-5个小时，不利于后期做清醒自由活动动物的给药或光刺激，而且额外增加了使用这些麻醉剂带来的副作用，测得的指标不准确，影响实验结果的客观性和可靠性。然而，如果使用异氟烷吸入式麻醉，则避免了这些问题的发生，而且操作简单，只需将动物放置于实验平台上，带上麻醉面罩，即可开始进行操作。 → 图1套管植入过程示意图 →→→ 图2 微透析探针植入过程示意图 → 图3 光纤植入过程示意图 2. 深度手术 常见的一些开胸或深度手术，比如，进行心脑血管方面研究的MCAO脑缺血、心肌缺血造模（如图4和5），动物死亡率往往较高，与采用注射麻醉的方式有很大关系，比如麻醉时间过长、麻醉深度无法掌控、手术过程中出现异常无法抢救、动物苏醒较慢、麻醉剂的呼吸抑制作用较强等原因都有可能导致这一结果。然而，如果使用异氟烷吸入式麻醉，可以避免使用注射麻醉导致的负面结果，既保证手术过程可控、顺利进行，又可保证手术后动物很快苏醒，极大地降低了动物的死亡率；而且操作简单，只需将动物放置于实验平台上，带上面罩，即可开始进行操作。 图4 MCAO造模 图5 心肌缺血造模 3. 取血过程 取血是动物研究中常见的一类技术，常见的取血方式有静脉、动脉、眼眶、心脏取血。在这些取血过程中，传统的做法是直接用手抓取固定动物后开始采血（如图6所示），或者用乙醚、注射麻醉后采血，然而，这些方式都有一定的缺点，比如，如果直接抓取固定动物，会对动物增加额外压力（Stress），产生应激反应，抽取的血液相关指标必会受到影响；如果用乙醚麻醉，麻醉时间较短，如果取血操作不熟练，需要进行多次麻醉，而且乙醚刺激性非常强，人体吸入后非常不舒服，对动物的呼吸道刺激也很强烈，麻醉时需要专人看护，否则动物极易死亡。如果使用异氟烷吸入麻醉，则克服了这些困难，而且操作简单，只需将动物放置于实验平台上，带上麻醉面罩，即可开始进行操作，如果进行批量采血，效率非常高。 图6 尾部取血、眼眶取血、腹部取血示意图 4. 静脉注射给药 注射给药的方法，包括肌肉、皮下、静脉注射。注射前，传统的动物固定方式采用的是固定器（如图7所示），然而，即便动物固定后，往往也不是很配合，再加上尾静脉注射操作难度较高，所以一次性注射的成功率较低，而且固定动物的操作花费时间较长；如果为了让动物保持安静，给动物进行注射麻醉，结果是注射操作容易进行，但是动物麻醉时间过长，不排除动物有死亡而无法抢救的风险。如果在注射药物前，首先使用异氟烷进行麻醉，将动物直接放置于实验平台上，带上麻醉面罩，动物将非常安静，有利于静脉注射药物，工作效率大大提高，移除面罩后，动物很快苏醒，死亡风险几乎没有，而且异氟烷不参与体内代谢，对生理指标不产生影响。 图7 尾静脉注射给药（传统的动物固定方式） 5. 异氟烷麻醉与注射麻醉（戊巴比妥钠、氯醛糖、乌拉坦、氯胺酮、丙泊酚）对实验结果的影响 截止目前，已有多篇报道异氟烷吸入式麻醉与注射麻醉（戊巴比妥钠、氯醛糖、乌拉坦、氯胺酮、丙泊酚）对实验结果的影响，典型报道将后续提供……可以先参考以下几篇文献： (1) The Impact of Four Different Classes of Anesthetics on the Mechanisms of Blood Pressure Regulation in Normotensive and Spontaneously Hypertensive Rats. M. BENCZE, M. BEHULIAK, J. ZICHA. Physiol. Res. 62: 471-478, 2013 (2) Neuroprotective effects of lactate in brain ischemia: dependence on anesthetic drugs. Horn T , Klein J . Neurochem Int 2013 Jan. (3) Inhaled carbon dioxide causes dose-dependent paradoxicalbradypnea in animals anesthetized with pentobarbital, but not withisoflurane or ketamine. Yehuda Ginosar, Nathalie Corchia Nachmanson, Joel Shapiro, Charles Weissman, Rinat Abramovitch, Respiratory Physiology & Neurobiology 217 (2015) 1–7. (4) Effect of pentobarbital and isoflurane on acute stress response in rat. Xue-Yan Wu, Yu-Ting Hu et al. Physiology & Behavior 145 (2015) 118–121.