動物腦內給藥解決方案
一、研究背景
在腦科學基礎研究領域中,腦內給藥已經成為大多數動物實驗的重要環節,比如注射病毒、細胞、蛋白分子、藥物、標記染料探針等,根據實驗設計,常見有兩種給藥方式:單次注射給藥和多次反復給藥(慢性給藥),前者通常采用微量注射器,后者采用套管(如下圖,右)來實現。無論哪一種方式,均具有操作簡單、動物微創(或無創)、注射精準等優點。
二、套管微量給藥系統本文主要介紹多次反復給藥方式—套管。
功能用途:用于小鼠、大鼠、猴等實驗動物目標腦區的反復多次給藥,也可以結合配套光纖使用(光遺傳),在給藥的同時或者給藥后繼續對目標腦區進行光刺激。應用范圍:人類神經性疾病動物模型、高級腦功能、情感、認知等相關研究。三、套管系統配套(單管)
套管系統組配套(雙管)
四、動物實驗(材料準備)
1. 儀器設備與配件:
異氟烷氣體麻醉系統(包括定位儀專用麻醉面罩和氣體回收系統)、腦立體定位儀、顯微鏡、冷光源、保溫裝置(電子或水浴保溫)、顱骨水平校準器、顱鉆(包括鉆頭)、顱鉆夾持器、套管、套管夾持器、PE 管、小螺釘、微量注射泵、微量注射器、手術器械包、大小鼠剃毛器、凝血器、手術墊、快速滅菌器2. 試劑碘伏、酒精、酒精棉球、干棉球、生理鹽水、牙科水泥(牙托水和牙托粉)、抗生素、異氟烷、【注射藥物】五、實驗操作步驟(說明)
第 1 步:根據腦圖譜或文獻確定目標腦區的三維坐標:AP 值(Y 軸)、ML 值(X 軸)和 DV 值(Y 軸);
第 2 步:將動物麻醉,頭部固定到腦立體定位儀上,定位好目標腦區的 X/Y 水平坐標,顱鉆或牙科鉆鉆孔(同時在孔位附近鉆 2-3 個小孔,用于固定螺絲),然后用針輕微刺破硬腦膜;
第 3 步:將螺絲固定到孔內,然后將準備好的導管緩慢植入顱內,再用牙科水泥將螺絲和導管固定起來;
第 4 步:等待牙科水泥凝固后(約 15 分鐘左右),緩慢插入導管帽,鎖緊;根據實際情況判斷是否需要縫合皮膚;
第 5 步:動物恢復期,約 2-3 天即可恢復。在此期間,注意動物感染,及時預防;
第 6 步:將注射內管、PE 管、鎖緊螺帽、注射器提前組裝好,接著取出導管帽,將注射內管緩慢插入導管,鎖緊;
第 7 步:設置好注射量、注射速度,開始注射。注射完畢后,靜止約 10 分鐘,待藥物被充分吸收,然后緩慢拔出注射內管,繼續插入導管帽,鎖緊。
六、注意事項
1. 除金屬導管帽外,非金屬導管帽、導管、注射內管、導管帽芯、鎖緊螺帽和 PE 管均可以采用高壓蒸汽、紫外、環氧乙烷等方式進行消毒滅菌;
2. 使用 PE 管前,可以用大頭針將 PE 管的一端接頭撐大一點或者用酒精泡一小會,便于插入注射內管。插入注射內管時,務必注意的是,PE 管必須套在白色層外層(非金屬管外層),否則易脫落、松動,導致漏液,如下圖紅色箭頭所示;
3. 因 PE 管、注射內管內部存在死體積,因此在將注射內管、PE 管、鎖緊螺帽、注射器組裝好以后,插入導管前,應將注射液(比如藥物)將 PE 管和注射內管充滿,保證注射的準確。操作方法:向前推注射器,直至注射內管前端有液體冒出。
七、套管訂貨規則(單管)
訂貨時,務必提前確認以下 4 個參數:
D-導管的外徑,有 0.64、0.56、0.48、0.41 和 0.71 mm 五種規格供選擇;C-導管塑料基座 (B) 下金屬管的長度,即動物顱骨表面至目標腦區的垂直距離(單位:mm);G1-注射內管插入導管后突出部分的長度(單位:mm),一般選擇 0.5 或者 1.0 mm;G2-導管帽插入導管后突出部分的長度(單位:mm),一般選擇 0 0.5 或者 1.0 mm 。套管訂貨規則(雙管)
訂貨時,務必提前確認以下 5 個參數:
D-導管的外徑,有 0.64、0.48 和 0.41 mm 三種規格供選擇;C-導管塑料基座 (B) 下金屬管的長度,即動物顱骨表面至目標腦區的垂直距離(單位:mm);G1-注射內管插入導管后突出部分的長度(單位:mm),一般選擇 0.5 或者 1.0 mm;G2-導管帽插入導管后突出部分的長度(單位:mm),一般選擇 0.5 或者 1.0 mm;C.C-雙導管的中心間距,即兩個目標腦區的水平間距(單位:mm)。