动物实验中插管用导管、输注给药装置及动物试验模型的制作方法

本发明涉及生物学及医学技术领域，具体涉及一种动物实验中插管用导管、输注给药装置及动物试验模型。

背景技术：

大鼠是生物学、医学科研和教学中较理想而常用的实验动物之一，常用于药物研究中。在药物安全性评价过程中，常需要对动物不同部位给药后，通过对目标部位取样检测，观测药物在其体内代谢情况，特别是检测血液指标。静脉给药研究在药物研究中应用最广泛，实验一般历时几周甚至几个月，常用的给药方法有尾静脉推注给药或股静脉插管给药。其中，尾静脉推注给药为一次性给药，一般给药时间约30s，当药物剂量大或毒性较大时，容易致死，且无法实现持续给药，从而无法进行药物代谢的持续研究；股静脉插管给药实现了持续输注给药，但由于股静脉给药管道比较长，容易在输注管内形成血栓，导致给药失败。

采血是大鼠实验中经常运用的实验技术。若采血量不足或发生溶血，将直接影响血液指标的检测及实验数据的准确性，甚至会导致整个实验的失败。

目前，大鼠采血方法主要有尾尖采血、眼眶后静脉丛采血和心脏穿刺采血，常规取血方法分为生取和麻醉取血，生取即在非麻醉状态下取血。生取取血过程中，往往因大鼠激烈挣扎产生应激反应，伴随应激反应出现许多生化和生理改变，从而影响实验结果。麻醉取血一般采用乙醚麻醉，取血过程引入了其他物质，影响测试结果。且上述取血方法还存在对动物损伤大、不符合动物伦理学，取血量不容易控制，取血速度较慢等问题。

大鼠颈外静脉插管采血的方法，能使大鼠在较为平稳的状态下取血，且无麻醉后的麻醉剂影响，在生理、生化及药理实验中的实验数据更有效、合理。为了能够在数天、甚至数十天内反复给药或取血，许多实验在动物身上建立了长期的静脉通道，在动物正常活动时进行给药及采血等操作。目前，动物插管实验所用导管分为背心式或无背心式两种，其中无背心式容易被动物之间互相撕咬，导致导管脱落；而背心式可以有效防止动物之间撕咬导致导管脱落，但其价格昂贵，对于长期实验来说，成本较高。

公开号为cn102028557a的中国发明专利公开了一种静脉自身给药颈静脉插管，但其背部的垫片缝于皮下，创面大，易感染，对大鼠伤害大。目前，市场销售的插管用导管多为进口成品，价格高昂，且设计不合理，极大限制了其应用，迫切需要开发出设计合理、成本低的导管。

技术实现要素：

为解决现有技术中对动物损伤大、取血量不容易控制、无法定时定量多次取样等问题，本发明提供一种动物实验中插管用导管，其可通过三点固定法将导管固定在动物上，既能防止脱落，又能达到持续研究的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种动物实验中插管用导管，包括软管以及设置在所述软管表面的三个固定点。

根据本发明，所述软管包括楔口端和平口端，沿着软管的楔口端至平口端依次设置第一固定点、第二固定点和第三固定点。

根据本发明，在所述平口端还设有导管塞，所述导管塞直径略大于平口端内径，所述导管塞可塞入所述平口端内，并密封软管。

根据本发明，所述楔口端的楔口角度约25～45°，优选为25～35°，更优选为30°。

根据本发明，所述固定点为水滴状或球状。

优选地，所述固定点外径为软管外径的1.1～1.5倍。

优选地，所述软管和固定点采用同样材质。

优选地，所述软管为医用硅胶管，所述固定点为硅胶球。采用硅胶材质制作的导管富有弹性，便于实验操作，动物的适应性也较好。

根据本发明，所述导管可用于不同动物的插管取样或给药实验中，例如小鼠、大鼠、犬、猴等，特别是小鼠或大鼠实验中。

优选地，所述大鼠的重量为180g-220g。

优选地，所述小鼠的重量为15g-25g。

根据本发明，所述导管进行插管的部位为动物的静脉、肠道、胆管等部位，可根据不同动物和不同部位的具体尺寸，选择软管外径和长度。管径过大，死体积过大，管内残留药液多，且动物会难受；管径过小，取血慢，溶血会多，将直接影响血液指标的检测及实验数据的准确性。

根据本发明，将所述导管对动物进行插管实验时，将楔口端插入目标部位的切口，并到达目标部位，第一固定点塞入目标部位切口里面，将第一固定点外侧与目标部位器官壁固定。可以防止固定部位因节律运动或动物自身活动而导致的插管处脱落。所述目标部位器官壁可以是静脉(例如颈静脉)、胆管或十二指肠壁。

根据本发明，第二固定点固定于动物肌肉层内侧。

根据本发明，第三固定点置于动物皮肤切口处的表皮外侧，平口端留在体外，供取样或给药用。采用此导管可防止脱落，也可防止导管全部进入体内，避免无法实验。

根据本发明，对导管尺寸进行合理设计，从楔口端到第一固定点的长度主要取决于所述导管将要进行插管实验的动物种类和具体部位，依据实际需要进行判别。若楔口端到第一固定点之间的长度过长，例如，导管插入十二指肠时，会导致插管太深，则给药时大量药液直接进入回肠，影响药液吸收，对药代动力学参数有极大干扰；若楔口端到第一固定点之间的长度过短，例如，导管插入胆管时，会导致插管太浅，则会因肠蠕动而造成脱管。

根据本发明，从第一固定点到第二固定点之间的长度主要取决于目标部位到肌肉层的距离。第一固定点到第二固定点之间的长度太短则易导致脱管，太长则易造成导管扭曲，给药或取样不畅。

根据本发明，从第二固定点到第三固定点之间的长度主要取决于肌肉层到动物颈背部的距离。第二固定点到第三固定点之间的长度太短，则导管易因动物运动而缩回皮肤内，导致找不到导管；太长则使导管易伸出皮肤外，伸出长度过长易使其被动物挠断。

根据本发明，从第三固定点到平口端之间的长度主要取决于导管露于皮肤外的长度。第三固定点到平口端之间的长度太长易被动物挠断，太短不利于给药取血。

根据本发明，以大鼠实验作为实例，所述软管长为7～19cm，优选为9～15cm，所述软管外径为0.4～5mm，优选为0.6～3mm。

优选地，所述第一固定点距离楔口端1～5cm，优选为1.5～4cm；

优选地，所述第二固定点距离第一固定点0.5～4cm，优选为1～3cm；

优选地，所述第三固定点距离第二固定点3～11cm，优选为3.5～9cm；

优选地，所述第三固定点距离平口端1～2cm，优选为1.2～1.8cm。

根据本发明，以大鼠实验作为实例，进行颈静脉插管实验时，所述软管长为7～12cm，优选为8～10cm，更优选为9cm；所述软管外径为0.8～1mm，优选为1mm；

优选地，所述第一固定点距离楔口端2～4cm，优选为3cm；

优选地，所述第二固定点距离第一固定点1～1.5cm，优选为1cm；

优选地，所述第三固定点距离第二固定点3～5cm，优选为3.5cm；

优选地，所述第三固定点距离平口端1～2cm，优选为1.5cm。

根据本发明，以大鼠实验作为实例，进行胆插管实验时，所述软管长为13～19cm，优选为13～15cm，更优选为13.5cm；所述软管外径为0.4～0.6mm，优选为0.6mm；

优选地，所述第一固定点距离楔口端1～2cm，优选为1cm；

优选地，所述第二固定点距离第一固定点2～4cm，优选为2cm；

优选地，所述第三固定点距离第二固定点8～11cm，优选为9cm；

优选地，所述第三固定点距离平口端1～2cm，优选为1.5cm。

根据本发明，以大鼠实验作为实例，进行十二指肠插管实验时，所述软管长为11～15cm，优选为12～14cm，更优选为13.5cm；所述软管外径为1～5mm，优选为1～2mm，更优选为1mm；

所述第一固定点距离楔口端1～1.5cm，优选为1cm；

所述第二固定点距离第一固定点1.5～2cm，优选为2cm；

所述第三固定点距离第二固定点8.5～9.5cm，优选为9cm；

所述第三固定点距离平口端1～2cm，优选为1.5cm。

本发明还提供上述导管的制备方法，其包括如下步骤：

(1)将软管一端剪成楔口，另一端齐口；

(2)用硅胶粘合剂在步骤(1)中的软管上形成三个固定点。

根据本发明，步骤(1)中，所述软管的外径和长度根据不同动物和不同部位的具体尺寸进行选择。

根据本发明，步骤(2)中，所述三个固定点在导管上的位置根据所述导管将要进行插管实验的动物种类和具体部位进行选择。

根据本发明，步骤(2)中，在所述软管上形成三个固定点之后，晾干凝固。

本发明还提供上述导管的用途，其用于动物插管给药或取样实验中，例如静脉插管给药，静脉插管取血，肠道给药，胆管取胆汁等实验中。

优选地，所述导管用于颈静脉插管取血。

为了解决现有技术中给药药物剂量大或毒性较大时，容易致死，给药不稳定，且无法实现持续给药；同时给药装置不牢固，容易随着动物的动作而脱落，造成给药结果不准确等问题，本发明还提供了一种输注给药装置，其可以通过合理的结构设计，减少甚至杜绝由于动物活动而脱落的现象，达到既能防止脱落，又能达到持续研究的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明还提供一种输注给药装置，所述给药装置包括静脉留置针或插管用导管、静脉输液针、注射器和注射泵；所述静脉留置针或插管用导管的一端插入静脉中，另一端与静脉输液针相连；所述静脉输液针的另一端连接注射器，所述注射器置于注射泵内。

根据本发明，所述静脉优选尾静脉。

根据本发明，所述插管用导管选自上述所述的动物实验中插管用导管。

根据本发明，本领域技术人员可以理解，所述静脉留置针的选择没有限定，根据待给药的实验模型，选择合适大小的静脉留置针。

根据本发明，本领域技术人员可以理解，所述静脉输液针的选择没有限定，根据待给药的实验模型，选择合适大小的静脉输液针。

根据本发明，本领域技术人员可以理解，所述注射器的选择没有限定，根据待给药物的药剂量，选择合适容量的注射器。作为示例性地，当待给药物的药剂量少于1ml时，选择1ml规格注射器即可，当待给药物的药剂量大于1ml且小于2.5ml时，选择2.5ml规格注射器即可。

本发明还提供上述输注给药装置的用途，其用于动物给药实验中，例如静脉给药、肠道给药等实验中，特别适用于静脉输注给药、肠道输注给药等实验中。

优选地，用于尾静脉输注给药。

本发明还提供一种药理实验用动物试验模型，所述动物试验模型包括动物模型、本发明所述的导管和本发明所述的输注给药装置。

根据本发明，所述动物模型优选大鼠和小鼠。

优选地，所述大鼠的重量为180g-220g。

优选地，所述小鼠的重量为15g-25g。

本发明还提供上述药理实验用动物试验模型的使用方法，所述方法包括如下步骤：

a)对动物模型进行插管手术，将本发明所述的导管插入动物模型中；

b)通过本发明所述的输注给药装置将药物输注到动物模型体内；

c)通过插入动物模型中的导管，取样。

根据本发明，步骤b)中，所述的输注方法可以是使用输注给药装置中的静脉留置针或插管用导管刺入动物模型的尾静脉内，静脉留置针或插管用导管另一端连接静脉输液针，所述静脉输液针的另一端连接注射器，注射器通过注射泵控制给药体积、给药速率。

根据本发明，步骤c)中，所述的取样可以是在给药过程中取样，也可以是在给药前、后取样；所述取样可以是取血或取胆汁等。

本发明还提供上述动物试验模型的用途，其用于动物体内药物代谢研究等持续药理研究。

本发明还提供一种给药和取样的方法，其特征在于，所述方法包括使用本发明上述药理实验用动物试验模型。

根据本发明的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

a)对动物模型进行插管手术，将本发明所述的导管插入动物模型中；

b)通过本发明所述的输注给药装置将药物输注到动物模型体内，所述的输注方法使用输注给药装置中的静脉留置针或插管用导管刺入动物模型的尾静脉内，静脉留置针或插管用导管另一端连接静脉输液针，所述静脉输液针的另一端连接注射器，注射器通过注射泵控制给药体积、给药速率；

c)通过插入动物模型中的导管，取样；所述取样是在给药过程中取样，或者是在给药前、后取样；所述取样可以是取血或取胆汁等。

优选地，本发明所述的给药和取样同时进行。

有益效果：

1.本发明提供了一种动物实验中插管用导管；所述插管用导管与现有技术相比，具有如下优势：

(1)损伤小，符合动物伦理学；可多次取样或持续给药，取样量或给药量可控制，便于持续研究；

(2)采样过程中，动物处于清醒状态，测试结果准确度高；

(3)结构及尺寸经充分设计，无法被动物撕咬到，避免脱落；

(4)本发明的导管结构简单，生产制造方便，材料易得，制造成本较低，且无需背件，便于普及应用，采用本发明的导管进行插管，插管成功率提高，手术时间缩短，符合国际上遵循的“3r”原则。

2.本发明的输注给药装置及动物试验模型，与常规研究模型相比，采用本发明所述的动物试验模型进行实验，具有明显优势：

(1)较股静脉插管给药，尾静脉输注给药无手术创伤，减少感染风险，对动物伤害小，符合国际伦理学要求的“3r”原则，且给药方便，能保证设定的药物体积几乎全部给入动物体内，而股静脉插管给药时，插管导管内会残余部分药液；

(2)较股静脉插管取血，颈外静脉插管取血具有插管导管短，减少取血后导管内残留血液引起血栓堵住导管的风险，且颈外静脉插管导管直接从颈外静脉至大鼠颈背部，对四肢活动无影响，且操作简单；

(3)较股静脉插管输注+颈外静脉插管取血，本发明的尾静脉输注+颈外静脉插管取血的优势在于，手术难度低，仅需开展颈外静脉插管即可，且手术少，降低大鼠术后感染的风险，且给药与取血互不干扰，减少给药管与取血管分辨不清而造成的实验操作失误。

3.本发明的给药和取样的方法可以有效缓解动物模型在给药和取药过程中的痛苦，对四肢活动无影响，且操作简单，可以实现给药和取样的同时进行，极大的减少了实验误差。

附图说明

图1为本发明导管的结构示意图；

图2为本发明给药装置的结构示意图；

其中，1-楔口端；2-平口端；11-第一固定点；12-第二固定点；13-第三固定点；31-静脉留置针；32-静脉输液针；33-注射器；34-注射泵。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。此外，应理解，在阅读了本发明所公开的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的保护范围之内。

本发明中，所述的注射泵采用型号为tyd02-01的雷弗泵。

实施例1

如图1所示，一种动物实验中插管用导管，包括软管以及设置在所述软管表面的三个固定点。所述软管包括楔口端1和平口端2，沿着软管的楔口端1至平口端2依次设置第一固定点11、第二固定点12和第三固定点13。

所述导管可用于不同动物的插管取样或给药实验中，例如大鼠、犬、猴、小鼠等，特别是小鼠或大鼠实验中。一般插管部位为静脉、肠道、胆管等部位，可根据不同部位的尺寸，选择软管外径和长度。

采用上述导管实验时，将楔口端1插入目标器官内，其中第一固定点11固定于器官壁内，第二固定点12固定于肌肉组织上，第三固定点13固定在皮肤缝合处皮外，所述平口端2处于体外。

实施例2

具体地，根据实验动物和部位不同，选取于合适外径和长度的硅胶软管，一端剪楔口(约25～45°)，另一端齐口。根据需求，分别选择尺寸合适的三个固定点位置，用硅胶粘合剂(k-780s，景固)滴成水滴状或球状凸起，晾干凝固备用。

以大鼠实验作为实例，所述软管长7～19cm，软管外径为0.4～5mm；所述第一固定点距离楔口端1～5cm；所述第二固定点距离第一固定点0.5～4cm；第三固定点距第二固定点的距离范围为3-11cm，所述第三固定点距离所述平口端1～2cm。

具体地，当所述导管用于大鼠颈静脉插管导管时，其尺寸选择如下：

所述软管长7～12cm，软管外径0.8～1mm的医用硅胶管，一端剪楔口(约30°)，另一端平口，分别于距离楔口端2～4cm处制作第一固定点硅胶球，距离第一固定点硅胶球1～1.5cm处制作第二固定点硅胶球，距离第二固定点3～5cm处制作第三固定点硅胶球，第三固定点硅胶球距离平口端1～2cm。

在本发明的一个优选实例中，所述软管长9cm，第一固定点距离楔口端3cm，所述第二固定点距离第一固定点1cm，所述第三固定点距离所述平口端1.5cm。

具体地，当所述导管用于大鼠插胆管导管时，其尺寸选择如下：

所述软管长13～19cm，软管外径为0.4～0.6mm；所述第一固定点距离楔口端1～2cm，第二固定点距离第一固定点2～4cm，第三固定点距离第二固定点8～11cm，第三固定点距离所述平口端1～2cm。

在本发明的一个优选实例中，所述软管长13.5cm，软管外径0.6mm，第一固定点距离楔口端2cm，第二固定点距离第一固定点2cm，第三固定点距离第二固定点8cm，第三固定点距离所述平口端1.5cm。

具体地，当所述导管用于大鼠插十二指肠导管时，其尺寸选择如下：

所述软管长为11～15cm，软管外径1～5mm，所述第一固定点距离楔口端1～1.5cm，第二固定点距离第一固定点1.5～2cm，第三固定点距离第二固定点8.5～9.5cm，第三固定点距离所述平口端1～2cm。

在本发明的一个优选实例中，所述软管长为13.5cm，软管外径1mm，所述第一固定点距离楔口端1cm，所述第二固定点距离第一固定点2cm，第三固定点距离第二固定点9cm，所述第三固定点距离所述平口端1.5cm。

实施例3

如图2所示，一种输注给药装置，所述给药装置包括静脉留置针31或实施例1所述的(未示出)插管用导管、静脉输液针32、注射器33和注射泵34；所述静脉留置针31或实施例1所述的插管用导管的一端插入静脉中，另一端与静脉输液针32相连；所述静脉输液针32的另一端连接注射器33，所述注射器33置于注射泵34内。

实施例4大鼠插管实验

将硅胶导管用0.02％肝素钠生理盐水溶液灌流、冲洗做抗凝处理,保证导管每个部位都充分接触肝素钠；硅胶管用前，浸泡于生理盐水中。

实验一：大鼠颈外静脉插管实验

选用插管导管，所述导管长度为9cm，外径为1mm，楔口端距第一固定点的硅胶球距离为3cm，第二固定点的硅胶球到第一固定点的硅胶球距离为1cm，第三固定点的硅胶球距离第二固定点的硅胶球3.5cm，到平口端的距离为1.5cm。

将楔口端伸入大鼠血管内，将第一固定点的硅胶球塞入血管内，硅胶球外侧固定于颈外静脉血管，第二固定点的硅胶球外侧固定于颈部肌肉组织上，将第三固定点处的硅胶球置于体外，硅胶球内侧固定于颈背部皮肤外侧缝合处，平口端留在体外。给药或取样时，拔掉导管塞。采血时，采用注射器经平口端进行取血；给药时，插管导管的平口端连接一次性使用静脉输液针(平端针头)，之后连接2.5ml注射器，采用已设置给药速率参数的注射泵给药。

经三点法固定后，颈外静脉插管导管能牢固固定，不易脱管；对于180g-220g大鼠，本技术提供的硅胶球与硅胶球间距离最佳，同时封管时采用肝素钠生理盐水和肝素钠甘油溶液，即既能保证采血顺利，又能使插管导管最短，管内留有肝素钠甘油，降低血栓堵塞风险；导管塞为直径略大于导管内径的一段柱状结构，即可起到密封作用，又能很好的防止大鼠相互撕咬导致脱落。

实验二：大鼠十二指肠插管实验

选用插管导管，所述导管长度为13.5cm，外径为1mm，楔口端距离第一固定点硅胶球为1cm，第二固定点硅胶球距离第一固定点硅胶球为2cm，第三固定点硅胶球距离第二固定点硅胶球为9cm，第三固定点硅胶球距离所述平口端1.5cm。

插管时，所述楔口端伸入大鼠十二指肠内，第一固定点硅胶球固定于幽门处，第二固定点硅胶球固定于大鼠腹部肌肉上，第三固定点硅胶球固定于大鼠颈背部皮肤外侧，所述平口端置于体外。

实验三：大鼠胆管插管实验

选用插管导管，所述导管长度为13.5cm，外径为0.6mm，楔口端距第一固定点硅胶球为1cm，第二固定点硅胶球距离第一固定点硅胶球为2cm，第三固定点硅胶球距离第二固定点硅胶球为9cm，第三固定点硅胶球距离所述平口端1.5cm。

插管时，所述楔口端伸入大鼠胆管内，第一固定点硅胶球固定于胆管壁内，第二固定点硅胶球固定于大鼠腹部肌肉上，第三固定点硅胶球固定于大鼠颈背部皮肤外侧，所述平口端置于体外。

实施例5尾静脉输注给药+颈外静脉插管取血

1)动物模型选择

取sd大鼠(购自北京维通利华实验动物技术有限公司)6只，spf级，体重为180-220g，雌雄各半。

2)尾静脉输注给药

将大鼠置于固定笼内，尾部采用规格为24g*19mm/y-g型号的一次性使用静脉留置针刺入尾部静脉内，静脉留置针的另一端连接规格为0.6g(23g)的一次性使用静脉输液针，该一次性使用静脉输液针的另一端连接2.5ml规格的注射器，注射器置于注射泵内，设置规定给药体积、给药速率即可。

3)颈外静脉插管取血

大鼠开始尾静脉输注给药后，计时，在指定时间点(时间点设置依据具体药物的药代动力学实验方案执行)用2.5ml平口注射器从大鼠颈外静脉插管导管处吸出，弃去，再吸200-300μl血液用于实验，之后给药0.3ml的2％肝素钠生理盐水溶液将导管内血液打回大鼠体内，再给0.03ml的2％肝素钠甘油溶液封管。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。