第二讲实验动物环境与控制

第二讲实验动物的环境与控制孔桂美实验动物的环境与控制实验动物的环境控制，归根结底在于从实验动物设施的建设计划起，直到日常的管理，实验动物的环境控制是以动物和人为中心，包括设施的基本计划，施工，饲养和实验器材的选择，设备的维修，空调管理，饲养管理，卫生管理和事务及经营管理，在相互间有机地协调之后才有可能充分发挥其功能。实验动物的环境与分类实验动物的环境：指将动物饲养在人为的有限空间，并按照人们的意志进行生长、繁殖、实验的一个人工的特定场所，这个场所的饲养条件称之为实验动物环境。饲养室或动物实验室室外的周围环境为外环境，以内的称为内环境。直接包围动物体的饲养笼盒内的对实验动物产生影响的各种物理、化学等因素称之为小环境；放置动物笼架等的饲养间的各种物理、化学等因素称之为大环境。从管理角度上讲，主要考虑的是大环境的因素，但对动物的生理条件的影响，则必须考虑到小环境中的各种因素。影响实验动物的环境因素的分类气候因素：温度、湿度、气流、风速、换气等物理化学因素：粉尘、臭气、噪音、照明等居住因素：建筑、笼具、垫料、给食器、给水器等生物因素：同种动物因素—社会地位、势力范围、争斗、饲养密度等异种动物因素—微生物、人及其它动物等。营养因素：饲料和水气候因素：温度、湿度、气流、风速、换气温度：哺乳类动物中的多数为恒温动物，具有在一定的温度范围内可保持体温恒定的生理调节功能，但温度过高过低则影响动物的生长、繁殖，机体将产生行为和生理等的改变，影响实验结果。我国对环境温度的要求在18—29℃范围内湿度：空气的相对湿度，对动物的体温调节有密切关系，当温度较高时，高湿影响动物体蒸发散热，容易引起动物体的代谢紊乱，使动物机体抵抗力下降，发病率增加。一般实验动物在相对湿度40%-70%之间是完全适应的，以50%±5最好.气流:气流的速度即风速有冷却动物体表，促进散热作用.风速:动物室的风速允许范围是10-25cm/秒，理想的风速是13-18cm/秒。换气:换气对于供给动物新鲜空气，除去室内恶臭物质是很重要的，也与粉尘、空气中的微生物有很大关系，动物的换气数中国的标准为10-20次/h。物理、化学因素：粉尘、臭气、噪音、光照粉尘：是指较长时间漂浮在空气中的固体微粒，空气中的微生物也包括在内。粉尘的数量与空气过滤效果、换气次数、空气湿度、饲养方式、人员操作有关。粉尘的标准，以净化的洁净度分为清洁级动物为100000级，SPF动物为10000级，无菌动物为100级。臭气：动物室内的臭气主要有氨、甲基硫醇、硫化氢等物质，这些气体对人体和动物均可产生直接危害，使正常生理过程受影响。饲养室内的臭气以氨的浓度最高，一般以氨的含量作为衡量空气质量的重要指标，我国动物室的氨浓度标准为14mg/m3以下。噪音：一般将频率高的，音压大的，冲击性的声音称为噪音，我国的标准是60db以下。光照：对实验动物的生理机能有重要的调节作用，可见光对实验动物的影响，表现在生理和行为上比较突出，可利用人工控制照明调节生殖过程。在人工照明的条件下，昼夜明暗交替时间为12:12或10:14。居住因素：笼具、垫料、给食器、给水器笼具：实验动物中的多数动物采用笼养方式，狗、猪等也有用圈养的。大、小鼠一般采用有铺垫物的笼盒，家兔等多采用水冲式的笼架;进行微生物控制的则采用隔离器或层流柜及安有过滤帽的笼盒。应采用符合规格的无毒、耐腐蚀、耐高温、易清洗消毒灭菌的材料制成的笼架具。小鼠饲养笼大鼠饲养笼不锈钢冲洗式实验兔笼不锈钢冲洗式实验豚鼠笼垫料：为了动物繁殖和保温、安乐及保持盒内的清洁，一般使用小刨花或玉米芯粉碎物等。应选用具有良好的吸湿性，尘埃少，无异味，无毒性，无油脂，使动物感到舒适的材料，并须经灭虫、消毒或灭菌后使用。全价颗粒饲料给食器：大、小鼠用的固体饲料给食器用挂篮型或将笼盖做成凹陷作为给食器用，豚鼠、兔、猴的给食器为箱斗型，狗、猫的给食器为皿型或球型，以不被粪尿污染为好。实验用粉末饲料给食器以能防止动物扒出饲料或能收集测定散落饲料量的为好。给水器：一般采用引水瓶或自动饮水器，部分动物采用饮水器皿、瓶等。使用饮水器要经常检查是否堵塞或外漏水，饮水瓶要经常清洗消毒。生物因素：同种动物因素、异种生物因素同种动物因素：实验动物要有一定的活动面积和空间。动物笼内密度过大，使动物活动受到限制，排泄物大量增加，使盒内温度、湿度、氨浓度增加，患传染病的机会增大，内分泌也发生变化，对动物实验结果造成影响。一般哺乳期的动物所需面积相对大一些，群养或单个饲养的要求可略小些。异种生物因素：动物室空气中浮游着大量通过空气、动物或饲养器具而带进来的细菌、病毒、立克次体等，这些微生物在一定条件下会迅速增殖，造成动物污染、繁殖效果差和影响动物实验结果，所以进入屏障设施中的动物要检疫、人员出入要洗手、沐浴、更衣，空气要经过滤，饲料、饮水、器具要经过灭菌、消毒才能进入使用。异种动物之间可产生相互影响，动物之间共患病可以相互传染，不同动物种、品系、性别引起的不同气味，可对精密实验产生影响，因此动物室最好是按种、品系分室饲养。实验动物与人在通过饲养管理操作，实验处理或实验技术过程，对动物实验结果有很大的关系。实验动物设施的建设实验动物设施（Labortoryanimalfacility）：指与实验动物和动物实验有关的实验动物的保种维持、生产、实验、研究、试验或制造等所需的建筑物和设备的总称实验动物设施根据所饲养动物的微生物程度分为：隔离系统、屏障系统、亚屏障系统、开放系统四种实验动物设施根据使用目的分：生产设施（品系保种、繁殖、育成、供应）、研究设施（动物实验、品系保种、繁殖）、试验设施（临床前试验）、特殊设施（感染实验、放射实验、吸入实验等）隔离系统（Isolatorsystem）：饲养无菌动物及悉生动物所使用的方式，它能保证动物处于完全无菌的环境下，饲养技术人员和实验人员都不与动物直接接触，一般是使用聚乙烯塑料薄膜隔离器，可以放在普通环境中。软塑料隔离器（双层）独立送风隔离笼具（IVC）兔子IVC笼具屏障系统（Barriersystem）：为努力避免与病原微生物接触和传染的机会而设计的封闭设施，用于长期毒性实验或SPF动物生产。人员要在淋浴后换上灭菌的衣服才准进入，物品须经灭菌消毒设备后搬入，空气经高效过滤除菌后送入人员要穿灭菌的工作服实验动物设施的分类亚屏障系统（Sub-Barriersystem）：介于屏障系统和开放系统的中间状态的设施，其构造和设备均基本上按屏障设施的标准要求，空气经亚高效过滤，在管理上没有屏障系统那么严格，用于清洁级动物的生产和实验。开放系统（Opensystem）：饲养普通动物的设施，在某种程度上对卫生有要求。实验动物设施的建设设施建设的计划上应考虑的事项a)设施的使用目的b)设计的参加者c)设施的连续性d)设施与外部的联系e)设施的质量要求f)非常情况的处理g)遵守法律和法规的要求实验动物设施的建设实验动物设施的基本要求区域的设置与操作路线实验动物设施中的区域设置从管理方面考虑可分设以下三个区：A、前管理区：包括动物接受室、检疫室、检查室、接受物品室、库房、饲料房、办公室、淋浴室、一般走廊等B、实际管理区：包括缓冲间、饲养室、动物实验室、繁殖室、待发室、清洁仓库、清洁走廊等C、后管理区：包括洗涮消毒间、废物物品存放处理间、动物尸体存放间、焚烧室、污染走廊、机械室、厕所等。上述三区里，空气、人、动物、物品器具的出入经过路线如图，即人、动物、物品原则上按A-B-C的方向流动，不能反方向进行。一栋实验动物楼，一层可安排大动物，级别高的动物安排在高层，动物繁殖区应与动物实验区严格分开，不同级别的动物最好不要放置在同一层楼内。屏障区或亚屏障区最理想的是划分清洁走廊及污染走廊的双走廊式或三走廊式。屏障区的繁殖设施及长期毒理实验设施中人员要采用温水淋浴方式，而在短期实验的设施中也可采用风淋的方式。房间的大小可采用3×6m的房间为标准，无论什么样的动物都能适用。对部分建筑部位的要求：地面：应防滑、耐磨、耐清洗消毒、无渗漏。地漏：屏障区内地漏应防堵、防回水回气，采用特制盖、可水封。墙面：应光滑平整，阴阳角为圆弧形，墙面应采用不易脱落、耐腐蚀、无反光、耐冲击、无缝隙的材料。天花板：应采用耐水洗、耐腐蚀、气密性好、坚固、无毒、阻燃的材料。门窗：门应坚固、气密性好、耐腐蚀、易清洗，开闭形式顺应气流密封，门下端设连动装置，关闭时门底不留缝隙，门宽不少于1.0m，门上可留玻璃观察窗。走廊：宽度一般为1.5～2.0m。房间：为节约能源，饲养室高度可设为2.4m左右，上设技术加层，一般为1.8～2.4m。在洗消间和清洁库的隔墙上，可安装双扉灭菌锅、传递窗或药液渡槽，墙上设一密封观察窗，便于两侧工作人员联系。实验动物设施的建设空气调节设备：SPF动物和清洁级动物要求有空调的密闭空间，保持温度、湿度、换气量、气流速度、粉尘、氨浓度、压力梯度、空气的洁清度及噪音等符合国家标准。动物房的进排气口位置和实际换气率有很大关系。节能：实验动物设施的能耗非常大。因此，必须采取有效的节能措施。建筑物的隔热使用隔热材料，不留窗或少留窗；使用全热交换器。实验动物设施的消毒与管理规范实验动物设施的管理所涉及的内容很多，如人员管理、饲养管理、卫生防疫管理、建筑物机械设备管理等这里主要介绍设施的消毒与使用的管理规范：消毒与灭菌饲育设施使用前的消毒屏障系统消毒隔离器消毒层流架的消毒饲料的灭菌垫料的灭菌笼器具的灭菌日常屏障维持高压灭菌装置实验动物设施的消毒与管理规范不同等级设施的管理规范开放动物室的管理规程清洁级、SPF级动物室的管理规程层流架管理规程隔离器的日常工作管理