实验动物麻醉技术

                                                 － 梁锺鼎   

        许多研究工作者在实验过程中需要麻醉动物，以进行外科手术、采血、采样等技术，但往往因操作者对麻醉程序及药品了解不够，使得过程中增加许多不便，不但浪费了时间、金钱，甚至造成了结果的误判。基于此，作者收集有关啮齿类实验动物（小鼠、大鼠、天竺鼠、仓鼠）、兔子、犬、猫、猪、羊、灵长类等动物之麻醉剂量、注射方式及各种麻醉药品之一般药性，分为上下两篇：介绍术前、术后注意事项及9大类、25种常用镇静麻醉药品剂量、注射方式及注意事项。以下已条列式详细介绍实验动物依般麻醉技术及药品。
壹、术前照顾
　一、禁食期要足够
1. 犬、猫、灵长类、猪，8-12小时。
2. 小型囓齿动物及兔不易发生呕吐，所以一般手术前不需要禁食。
3. 任何种类之怀孕动物麻醉前最好禁食，但在反刍动物可能会引起玫死性代谢障碍。
4. 反刍兽禁食对瘤胃中消化液无影响，除非长期禁食3-4天；短期禁食(12-24小时)可降低瘤胃鼓涨发生机会。
　二、必须有急诊，紧急处理（Intensive care）之概念。
　　麻醉过程终常出现呼吸停止、心跳停止等现象，视需要可准备Atropine, CaCl2 10% ,Dexamethasone, Dopamine, Doxapram, Epinephrine, Sodium Bicarbonate等急救药物。
贰、麻醉药品介绍
　一、抗乙酰胆碱性药物(Anticholinergices)
　　A) Artopine
　　　作用：
　　　　1.抑制呼吸道及唾液腺分泌物。
　　　　2.防上心脏受到迷走神经兴奋所产生之心跳徐缓。
　
　　　副作用：
　　　　1.心跳速率增加时避免使用。
　　　　2.心脏手术时，避免使用。
　　　　3.某些品系的猫、大鼠、兔，会分解此药。　　　　
　二、镇静剂(Tranquilizers and Sedatives)
　　A)Phenothiazines:
　　　Chlorpromazine（原型）
　　　Acepromazine（使用最广泛）
　　　Promazine（最安全）
　
　　　作用：
　　　　1.抑制脑干及大脑皮质，产生安静和减低运动性作用。
　　　　2.抑制呕吐。
　　　　3.和麻醉性止痛剂并用，形成神经性安定镇痛药。
　
　　　副作用：
　　　　1.因血管扩张而造成血压降低。
　　　　2.温度调节受抑制，易产生体温降低。
　　　　3.高剂量时之肌肉僵直、震颤等现象。
　
　　　注意：
　　　　1.脱水、出血或任何体液不平衡现象，使用此药物要小心。
　　　　2.可与解离性麻醉剂何用，改善副作用。
　　B)Butyrophenones:
　　　Droperidol
　　　Fluanisone
　　　Azaperone（猪较常用）
　　　作用：
　　　　1.效果比Phenothiazine类强。
　　　　2.抑制呕吐。
　　　　3.和麻醉性止痛剂并用形成神经性安定镇定剂。
　　　副作用：
　　　　1.锥体外运动现象－肌肉僵硬、震颤等症状。
　　　注意：
　　　　1.低血压现象易发生。
　　　　2.Droperidol及Fluanisone常用于精神性安定镇痛药。
　　C)Benzodiazepines:
　　　Diazepam（最常用，简称Valim）
　　　Midazolam
　　　作用：
　　　　1.控制及预防癫痫发作。
　　　　2.作用于脑之边缘系统，尤其是海马角部份。
　　　　3.可使用于老年、肥胖、患心血管疾病之动物。
　　　　4.解除猫因Ketamine所引起之痉挛，但不可混合注射。
　　　副作用：
　　　　1.静脉注射太快，引起心跳徐缓、血压降低及呼吸停止等现象。
　　　　2.皮下或肌肉注射效果不佳，且刺激组织。
　　　注意：
　　　　1.未为美国食品与药物管理局（FDA）认可使用于动物。
　　D)Alpha-2-Aderenergic Agonist Tranquillizers:
　　　Xylazine（简称Rompun）
　
　　　作用：
　　　　1.使用于反刍兽、马、猫、灵长类等动物。
　　　　2.可与Ketamin、其它镇定剂、局部麻醉剂或笑气合用。
　　　副作用：
　　　　1.刺激呕吐中枢，引起呕吐，可使90%猫发生呕吐。
　　　　2.高剂量有严重心血管及呼吸功能抑制，尤其是与Barbiturates或Alpha-Xalone/Alphadolone合用时。
　　　注意：
　　　　1.勿使用于已有心律不整之动物。
　　　　2.可引起高血糖症和体温下降。
　三、麻醉性止痛剂(Narcotic Analgesics)
　　A)Morphine, Pethidine, Buprenorphine, Methadone, Fentany1, Etorphine
　　　作用：
　　　　1. 因人类之瘾性，属管制药品，又称鸦片类止痛剂。兽医使用上受限制。
　　　　2. 精神性安定镇痛作用。
　　　副作用：
　　　　1.高剂量下之呼吸抑制现象及呕吐（犬、灵长类）。
　　　　2.体温降低，减少心跳速率，降低血压。
　　　　3.可刺激动物排便／呕吐。
　　　注意：
　　　　1. 低剂量可引起中枢神经抑制现象，较高剂量可产生兴奋，很高的剂量继而再抑制，随后昏迷而死亡。
参、麻醉
　一、局部麻醉
　　A)Procaine
　　　作用：
　　　　1.藉阻断感觉及运动神经的传导功能，使身体局部区域的感觉暂时消失及肌肉呈松驰现象，但不影响意识作用。
　　　　2.短时效，30~60分锺。
　　　副作用：
　　　　1.使用于小动物如猫、兔、鼠类，易过量而造成痉挛、心跳停止现象。
　　　　2.酯型药物在血浆内易被伪乙酰胆碱酵素(Pseudocholinesterase)水解。
　　　注意：
　　　　1.应用于大型动物如牛、马或老年动物。
　　　　2.实施磺胺剂治疗之动物禁止使用，因妨碍对磺胺剂敏感的细菌利用对位氨基苯酸的效果。
　　B)Lidocaine
　　　作用：
　　　　1.酰胺型局部麻醉剂。
　　　　2.中等时效，90~180分钟。
　　　副作用：
　　　　1.不易提供人道，无紧迫之外科保定，必须合用低剂量之镇静或麻醉剂。
　　　　2.大量使用时，延迟伤口愈合时间。
　　　注意：
　　　　1.当动物有低血压、循环不良、心跳徐缓现象时，避免使用。
　　　　2.术部有感染或血液供应不良时，不宜使用。
二、全身麻醉
　(一)气体麻醉
　　A) Ether(Diethy1-Ether)
　　　作用：在简单之容器中极易蒸发。
　　　副作用：
　　　　1.具刺激性味道，导致咳嗽、支气管及唾液分泌增加、咽喉痉挛。
　　　　2.使原先存在的慢性呼吸道疾病突然转为急性炎症反应，在囓齿类及免尤其明显。
　　　　3. 遇氧易燃、易爆。
　　　注意：
　　　　1.麻醉诱导期及恢复期较慢。血糖升高，不建议用于天竺鼠。
　　　　2.以乙醚安乐死并置于冰箱保存之屠体易造成爆炸的导火线。
　　　　3.传统之麻醉箱，考虑使用Methoxyflurane代替Ether。
　　B) Halothane
　　　作用：
　　　　1.非常容易蒸发。
　　　　2.诱导及恢复快（１～３分钟）。
　　　　3.不易燃烧或爆炸。
　　　副作用：
　　　　1.心血管功能抑制及因周边血管扩张所造成之低血压。
　　　　2.高剂量下对呼吸抑制。
　　　　3.此药须经肝脏代谢。
　　　注意：
　　　　1.对大多数动物而言是极佳的气体吸入麻醉剂。
　　　　2.必须使用气体麻醉机，避免过量。
　　　　3.长期暴露于Halothane下，易造成肝功能不佳。
　　C) Enflurane
　　　作用：
　　　　1.诱导期及恢复期相当快，麻醉深度浅而易受干扰。
　　　　2.不易燃烧及爆炸。
　　　副作用：
　　　　1.与Halothane比较，同样有心血管及呼吸功能抑制作用。
　　　注意：
　　　　1.大部份藉由肺脏排出，而不经肝脏代谢。此可提供特殊条件下之需要。
　　D) Isoflutane
　　　作用：
　　　　1.诱导期恢复相当快，麻醉深度浅而易受干扰。
　　　　2.不易燃烧及爆炸。
　　　副作用：　
　　　　1.呼吸抑制作用较Halothane严重，心血管功能抑制较小。
　　　　2.刺激性味道易迼成暂时呼吸停止。
　　　注意：
　　　　1.生化转换作用较Enflurane小，几乎完全藉呼出废气排出。
　　　　2.对肝粒线体酵素影响很小。
　　　　3.对药物代谢或毒理试验非常适合。
　　E) Methoxyflurane
　　　作用：
　　　　1.不易燃、不易爆炸。
　　　　2.止痛效果佳，并具有术后止痛作用。
　　　副作用；
　　　　1.与 halothane比较，具有较轻微之呼吸及心血管功能抑制作用。
　　　　2.此药物在体内代谢会产生氟化物对肾脏造成伤害。
　　　注意：
　　　　1.因诱导期慢，在较大型的动物建议先以短效注射麻醉，再以此药作维持麻醉。
　　　　2.对初生动物麻醉，此药效果极佳。
　　　　3.对小型动物施以麻醉箱内麻醉，较不易有过量危险。
　　F) Chloroform
　　　作用：
　　　　1.便宜，不易燃烧、不易爆炸。
　　　副作用：
　　　　1.对心脏、肾脏、肝脏具毒性。
　　　　2.在深度麻醉下易发生心肺功能衰竭。
　　　　3.易发生手术后肺炎。
　　　注意：
　　　　1.不适合实验使用。
　　　　2.除上述副作用之外，低剂量下可造成公鼠不孕症。
　　G) Trichlorethylene
　　　作用：
　　　　1.便宜，不易燃烧，不易爆炸。
　　　　2.止痛效果佳，心血管功能抑制小。
　　　副作用：
　　　　1.肌肉松驰效果差。在苏打右灰存在下易解离形成毒性及燃爆物，所以绝不可以用于密死循环境中。
　　　　2.易造成呼吸速率增加及潮气量减低，使得血碳酸过高。
　　　　3.经肝脏代谢，易造成肝功能受损。
　　　注意：
　　　　1.仅适用于轻度麻醉。
　　　　2.具肝脏致癌性。
　　　　3.高剂量下抑制呼吸功能。
　　H) Nitrous Xxide
　　　作用：
　　　　1.心血管功能及呼吸功能抑制小。
　　　副作用：
　　　　1.因对呼吸及心血管功能抑制小，可与其它气体合用，例如以50:50或60:40比率与氧气混合。
　　　　2.麻醉术后，最好能以100%氧气给动物呼吸，避免因Nitrous Oxide迅速由血液至肺泡所造成之全面缺氧。
　　　　3.止痛效果差，避免单独与神经阻断剂共享。
　　　　4.主要效用在与其它副作用大，但麻醉效果强之药剂共享，并降低其使用量。
　　I) Cyclopropane
　　　作用：
　　　　1.麻醉诱导期及恢复快。
　　　　2.麻醉浅易受干扰。
　　　副作用：
　　　　1.易造成呼吸抑制，心律不整。
　　　　2.易燃、易爆炸。
　　　注意：
　　　　1.昂贵，主要在密闭箱中麻醉。
　　　　2.具燃爆之危险性，限制其用途。　　　
　(二)注射性麻醉
　　A) 巴比妥盐类(Barbiturates)
　　　Pentobarbitone, Thiopentone, Methohexitone, Inactin
　　　作用：　
　　　　1.全身癫醉，抗痉挛性治疗，镇静作用。
　　　　2.血液中药物重分布现象。
　　　副作用：
　　　　1.严重之呼吸及心血管抑制作用，有短的呼吸停作用，尤其是猫。
　　　　2.止痛作用较差。
　　　　3.不适用于肝、肾疾病的动物。
　　　注意：
　　　　1.不适用于剖腹产手术，因抑制子宫内胎儿呼吸，造成高死亡率。
　　　　2.无法提供充份的腹壁肌肉松驰。
　　　　3.避免注射于血管外组织。
　B) Steroid Anaesthetics:
　　Alphaxalone / Alphadolone
　　作用：　
　　　1.诱导作用温和，重复剂量注射对恢复期影响不大。
　　　2.应用于绵羊、猪、灵长类、猫、囓齿类。
　　副作用：
　　1.麻醉药中某些成分会使经注射后之犬，大量释出组织胺，造成过敏反应，猫亦有此反应，但较轻微。
　　注意：
　　　1.经腹腔或肌肉注射后效果变异极大。代谢快，适合作长效性维持麻醉。
　　　2.对兔的止痛效果差，高剂量下易造成呼吸抑制。
　　　3.不可与Barbiturates共享。
　C) 解离型麻醉剂(Dissociatve Anaesthethetics):
　　Ketamine
　　作用：
　　　1.止痛，四肢僵直反应，对外界物理性刺激失去反应。
　　　2.与Xylazine或Diazepam合用，可广泛应用于反刍兽、灵长类、猫、兔及仓鼠。
　　副作用：
　　　1.肌肉呈伸直僵强状态，不适用于需牵引大块肌肉组织之手术。
　　　2.肝肾功能不佳时，避免使用。
　　　3.呼吸不规则及过度流涎现象发生。
　　注意：
　　　1.具麻醉作用是阻断脑中资料由无知觉部份送至有知觉部份，为渐进性刺激中枢神经而非抑制，又称解离型麻醉剂。
D) 精神安定镇痛剂 (Neuroleptanalgesics):
　　　Fentany1 / Fluanisone
　　　Fentany1 / Droperido1
　　　Etorphine / Methotrimeprazine
　　　Etorphine / Acepromazine
　
  　　作用：
　　　1.拮抗麻醉性止痛剂之恶心、呕吐等不良反应。
　　　2.可与全身麻醉剂合用，引起协合麻醉。
　
　　副作用：
　　　1.听觉对刺激特别敏感。
　　　2.呼吸抑制及可能引起呼吸暂停。
　　　3.阵发性痉挛或伸肌强硬。
　　　4.血压降低及心跳徐缓。
　　注意：
　　　1.精神安定剂(Neuroleptic)与麻醉性止痛剂合用时，可考虑并用Benzodiazepines，一方面降低使用剂量50~70%，另一方面一旦麻醉性止痛剂过量，可以Naloxone 或 Buprenorphine拮抗。
　E) 其它麻醉剂
　I. Tribromoerhanol
　　作用：
　　　1.对大部份之囓齿动物具麻醉效果，有很好之肌肉松驰作用。　
　
　　副作用：
　　　1.刺激腹膜
　
　　注意：
　　　1.储存液放过久时，一旦行腹腔注射易刺激腹膜而迼成腹壁黏连，使日后注射其它麻醉剂时易造成高死亡率。
　
　II. Chloral Hydrate
　
　　作用：
　　　1.长时间（1~2小时）稳定之轻度麻醉。对心血管系统影响小。
　
　　副作用：
　　　1.此药中毒剂量接近麻醉剂量，仅使用于牛、马，极少用于其它动物。
　III. Alpha-Chloralose
　　作用：
　　　1.长时间（8~10小时）轻度麻醉，心血管及呼吸功能抑制作用小。
　
　　副作用：
　　　1.止痛效果差。
　
　　注意：
　　　1.建议用于无痛，需长期麻醉之小手术条件下。可先以短效性、效力强之麻醉剂注射达到外科麻醉之深度，再以Alpha-chloralose作维持麻醉。
　IV. Urethane
　　作用：
　　　1.长时间（8~10小时）麻醉，而具轻微心血管，呼吸功能抑制作用。
　
　　副作用：
　　　1.Urethane为致癌物。
　
　　注意：
　　　1.与Chloralose类似，具有长效稳定之麻醉作用，且止痛效果亦足够应用于小型囓齿类。但因Urethane为致癌物，操作者及经处理过之动物必须小心。
肆、术后照顾
　一、恢复期
　　1.体温调节中枢在术后暂时失控，所以应维持成年动物27~30℃之间，幼年或新生动物在35~37℃之间。
　　2.尽可能准备安静、保温之笼舍供动物静卧，恢复至正常。囓齿类或兔之笼舍内不要放锯屑或木屑，避免动物沾或吸入鼻口腔、眼。
　　3.，可使用人工合成绵羊皮、毛巾、毛毯、纸巾作为动保暖之覆盖物。
　　4.兔、天竺鼠在恢复期尽放在硬纸盒中，避免放于网状笼中，且避免打扰。
　　5.动物无持干燥、干洁。
　
  　二、恢复其之可能危险
　　1.吞咽及咳嗽反射渐渐回复。非反刍兽动物尽量侧卧，并协助将其头颈伸直，避免呼吸道阻塞。
　　2.侧卧4小时以上，应翻另一侧，避免肺脏郁血及重力性肺炎。
　　3.犬、经济动物，必要时，睕、飞关节予以按摩或加以衬垫。
　　4.如果动物呕吐，尽量将头部置于低于胸部及腹部之位置，避免吸入呕吐物。必要时，以压力吸枪清洗口腔、咽喉。
　　5.反刍兽避免瘤胃过度涨气或扩张。
　　6.注意观察呼吸，必要时以Doxapram刺激呼吸，或给予氧气。
　　7.输液疗法
　　正常动物每日需要40~80ml/kg输液，当动物清醒时，以口服方式给予，如果不行，改以皮下或腹腔注射，常用之液体如下：
　　(1)含4%葡萄糖与0.18%生理食盐水溶液。
　　(2)含0.9%之生理食盐水，因呕吐/下痢引起之代谢性碱血症。
　　(3)葡萄糖溶液，共给幼年及糖尿病动物。
　　(4)乳酸林格氏液对大多数外科手术后动物适用。
　　(5)含2.5%葡萄糖与0.45%生理食盐水溶液，适用于依般外科手术或麻醉前有轻微厌食或脱水之动物。
　　8.小型实验动物之伤口，易受粪、尿、土壤、垫料污染，必要时使用抗生素预防感染。
　
　三、术后疼痛之处理
　　1.动物或许对疼痛之耐受性与人类不同，但外科手术对动物而言绝非舒服之感觉。
　　2.疼痛会引起许多一连串的生理反应，是否使用止痛剂对研究学者而言，仍未有统一的意见。
　　3.站在人道的立场，在不影响实验结果之条件下，建议在术后24~72小时，是状况给予止痛剂注射。
　　4.动物再疼痛时，其活动能力变差，性情改变，发出声音，行为和姿势怪异，水及食物采食量减少，呼吸速率改变；严重者发生心衰竭性休克，周边神经反射动作用弱而缓慢，四肢及黏膜无血色、苍白、冰冷无弹性，此时已威胁其生命，必须立刻处理。
　　5.给予下列药物作止痛，消炎之处理
　　　a.抗休克之类固醇
　　　b.麻醉性镇痛剂
　　　c.非类固醇类抗炎症药物
伍、使用剂量
　　实验动物麻醉剂量因数据来源不同差异颇大，本文之剂量仅供参考。啮齿类实验动物在麻醉时有几点要注意：（一）高体表面积比率易在麻醉过程中因散热而造成体温降低。（二）静脉注射麻醉后裔发生呼吸道疾病，
　
    jHypnorm：成分为fentany/fluanisone，为一种精神性安定镇痛剂，单独使用可有镇静止痛作用，可与duazepam/midazolam合用具麻醉作用，可持续20~40分钟，每30~40分钟可继续补强注射。过量或欲结束麻醉可以naloxone（0.1mg/kg IV or IP） 或buprenorphine（0.1~0.2mg/kg IV）缓解。
　
    kDiazepam/midazolam：镇静效果佳，但没有止痛作用，对于怕痛，易受刺激之天竺鼠而言，此药是极佳之镇静剂。
　
    lKetamine：深度镇静，但肌肉松弛度及止痛效果差，最好能与Xylazine合用，动物可能仍有痛觉反应。
　
    mAcepromazine：中度镇静，止痛效果差。
　
    nXylazine：镇静，止痛效果差。与Ketamine合用，能持续30~40分钟麻醉，但深度浅。
　
    oAlphaxalone/alphadolone： 类固醇麻醉剂，深度镇静，个体差异极大，一般使用于大鼠、天竺鼠，但可能需要2~3ml/平均每一只成年天竺鼠。当用于腹腔注射时，麻醉效果不稳定，所以尽可能使用静脉注射，此药另一优点为追加药量时，不会延长恢复期时间。
　
    pAtropine:抗乙酰胆碱药物，抑制唾液，支气管分泌物，保护心脏不受迷走神经抑制，尤其是天竺鼠呼吸道狭窄，易发生麻醉性窒息。囓齿动物易发生之麻醉药物性呼吸衰竭可预使用此药物予以预防。
　
    qPentobarbitone：一般建议尽量避免用于囓齿类，因易导致过量，呼吸衰竭，高死亡率，所以若一定要使用，可考虑低剂量注射并合并气体麻醉，例如methoxyflurane，因其安全范围大，Halothane亦可使用，但要注意易发生体温降低，ether刺激性太大，一般不适合。
　
        在不同动物中，天竺鼠是较难达安全又无麻醉后遗症的动物之一，因此麻醉药品之选用，术后照顾非常重要。麻醉技术日新月异，如有机会，将再介绍其它讯息，供诸位参考。