陶 涼，周 欣，康愛梅

在生命科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，實驗動物為人類的健康做出了極大的貢獻。據(jù)統(tǒng)計，我國每年用于科研的實驗動物約為2000萬只，全球每年約有數(shù)十億只動物為科學(xué)而獻生，其中大部分用于醫(yī)學(xué)研究［1］。法國病理學(xué)大師洛布斯坦說過:醫(yī)學(xué)的目的不在于了解無生命的器官，而是活的器官，行使特殊功能的器官［2］。眾所周知，在美國僅心臟外科手術(shù)每年能拯救44萬人的生命，但該手術(shù)方法的問世和完善，應(yīng)歸功于費城杰斐遜醫(yī)學(xué)院的Gibbon等科學(xué)家經(jīng)過20多年的動物實驗研究［3］。目前還沒有其他方法能夠完全取代活體實驗。許多醫(yī)學(xué)成果如疫苗的研制，糖尿病、高血壓病的治療等，如果不用動物，則只能使用人類自身來進行實驗，這無疑會帶來更大的倫理問題。

1 實驗動物倫理學(xué)

1.1 動物倫理學(xué)的定義與內(nèi)涵 實驗動物福利與倫理近幾年引起實驗動物科學(xué)家的重視和關(guān)注［4-6］?，F(xiàn)代社會促進動物倫理學(xué)發(fā)展的重要因素:①人類社會迅速發(fā)展，伴隨著野生動物種群的大規(guī)模滅絕，由此引發(fā)人們的憂慮，激發(fā)人們探究人在自然中的位置、人與動物之間的關(guān)系;②現(xiàn)實生活中虐待動物的現(xiàn)象嚴重，引發(fā)反對虐待動物的動物福利和權(quán)利運動，呼喚動物倫理學(xué)的形成與發(fā)展。動物倫理學(xué)是人類審視人與動物關(guān)系及由此形成的人對待動物的道德態(tài)度和行為規(guī)范的理論體系。其內(nèi)涵體現(xiàn)在人與動物關(guān)系、人對待動物的道德態(tài)度以及人對待動物的行為規(guī)范。動物倫理學(xué)的產(chǎn)生既是倫理學(xué)理論內(nèi)在邏輯發(fā)展的必然，也是社會實踐發(fā)展的迫切需要。

1.2 世界范圍實驗動物福利倫理立法狀況 實驗動物福利論的興起是建設(shè)生態(tài)文明的重要標志。許多國家和國際組織相繼制定了相應(yīng)的法律、法規(guī)、標準和準則。1966年美國出臺第一部針對實驗動物福利的法律《動物福利法》，至今已修訂多次。1966年后，加拿大、英國、德國、澳大利亞、新西蘭、日本、泰國、菲律賓等國針對實驗動物福利成立實驗動物管理委員會或進行立法，加大對實驗動物使用情況的監(jiān)督和管理。1986年11月24日，歐洲議會通過《保護在實驗中或為達到其他科學(xué)目的使用脊椎動物的歐共體條例》，2000年12月，世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)發(fā)布《識別、評估和使用臨床癥狀對試驗用動物在安全狀態(tài)下實施仁慈終點的指導(dǎo)文件》等文件，這些法律法規(guī)對實驗動物福利規(guī)定的基本點概括為“3R”原則即:①減少(Reduction):指在科學(xué)研究中，使用較少的動物獲取同樣多的實驗數(shù)據(jù)，或使用一定數(shù)量的動物能獲得更多的實驗數(shù)據(jù)的方法;②替代(Replacement):指使用其他方法而不用動物所進行的實驗，以達到某一實驗?zāi)康?③Refinement(優(yōu)化):指通過改進和完善實驗程序，減輕或減少給動物造成的疼痛和緊張，以提高動物福利的方法?，F(xiàn)在“3R”原則已為廣大科學(xué)家所接受，并在實際研究工作中得到廣泛的應(yīng)用，對推動生物醫(yī)學(xué)及其相關(guān)學(xué)科發(fā)展起到重要作用。

1.3 我國實驗動物管理的規(guī)定 我國實驗動物法規(guī)體系中最重要的文件之一是1988年國家科委《實驗動物管理條例》中引入實驗動物福利理念:“從事實驗動物工作的人員對實驗動物必須愛護，不許戲弄或虐待”;2001年11月，為適應(yīng)科學(xué)研究的需要，啟動《實驗動物管理條例》修改工作中增加了生物安全和動物福利兩個章節(jié)。2006年，科技部頒布我國第一個關(guān)于實驗動物福利和動物實驗倫理的法規(guī)性文件《關(guān)于善待實驗動物的指導(dǎo)性意見》;2006年11月7日，科技部發(fā)布第11號令《國家科技計劃實施中科研不端行為處理辦法(試行)》，明確將“違反實驗動物保護規(guī)范”列為六種不端行為之一，需要進行堅決治理。目前，我國尚未形成專門的實驗動物福利法，缺乏實質(zhì)性可操作性配套措施，實驗動物福利倫理審查尚停留在制度和形式中，實驗動物倫理觀念尚未以理性方式深入人心，無情地對待各種動物和實驗動物，給動物造成不必要痛苦的現(xiàn)象較普遍，需要我們進行大力宣傳和進行從業(yè)規(guī)范培訓(xùn)。

1.4 動物實驗福利倫理現(xiàn)狀和倫理審查中關(guān)注的問題［7］現(xiàn)階段我國實驗動物科學(xué)發(fā)展相對緩慢，對實驗動物倫理問題的認識滯后，實驗動物基本的福利保障較低，由此導(dǎo)致實驗動物的質(zhì)量低下，影響了科學(xué)研究結(jié)果的準確性。主要表現(xiàn):①動物實驗設(shè)計缺乏科學(xué)性和嚴謹性，隨意使用或濫用實驗動物;②實驗操作不熟練，延誤實驗時間，增加實驗動物的痛苦;③實驗后未及時對動物進行止痛、抗感染等妥善處理，使實驗動物長時間忍受痛苦的煎熬;④實驗過程中缺少對動物的福利關(guān)注，未根本改變視動物為工具的舊觀念，以至無視對實驗動物生命的保護。因此，對動物實驗倫理審查中應(yīng)關(guān)注:①人員培訓(xùn):動物實驗人員必須持有上崗證，并經(jīng)過SOP培訓(xùn)。②正確選擇動物:正確選用動物的品系和級別，使用低等動物代替高價的實驗動物，盡量使用遺傳背景一致的動物和微生物控制級別高的動物，在能夠得到足夠結(jié)果時最大限度地減少動物的使用數(shù)量。③動物實驗必要性:能夠進行數(shù)學(xué)模式、電腦模擬、體外生物學(xué)系統(tǒng)進行替代實驗的，則不做動物實驗。④合理設(shè)計動物實驗方案:實驗開始前做好充分準備工作，在麻醉下進行動物實驗，實驗中要熟練操作，實驗后要控制疼痛。⑤獸醫(yī):動物實驗和飼養(yǎng)觀察中必須配備獸醫(yī)人員。⑥動物運輸:運輸過程中避免碰撞和驚嚇動物，飼料飲水充足;運輸籠盒空間要保證動物活動自如，保證良好的通風(fēng)。⑦動物飼養(yǎng):實驗動物照料和管理人員必須具有實驗動物知識和從業(yè)資質(zhì)，正確飼養(yǎng)動物，飼養(yǎng)空間要足夠，保證飲水質(zhì)量，食物要干凈，環(huán)境(室內(nèi)、外)要保持衛(wèi)生清潔，保證環(huán)境因子指標不超過國家標準規(guī)定?？山o予必要的玩具、音樂及色彩。⑧合用動物:用死亡動物實施外科手術(shù)，病理解剖時提供器官或組織。不同課題、不同人員盡可能合用動物。⑨動物處死及尸體的處理:對實驗結(jié)束后的動物要施行安樂死，嚴禁當著其他動物的面進行動物解剖、處死等操作。動物尸體處理按相關(guān)法規(guī)要求。有條件可設(shè)“慰靈碑”。⑩改進統(tǒng)計學(xué)方法和改良儀器設(shè)備。

2 動物心臟實驗的新理念

我院是一所集臨床、科研、教學(xué)、保健于一體的心臟病?？漆t(yī)院，心外科為國家重點?？?，目前正開展人工心臟［8］、人工瓣膜等生物醫(yī)學(xué)工程跨學(xué)科的相關(guān)研究。在建立動物心臟實驗手術(shù)室時既要滿足動物外科手術(shù)倫理需求的所有功能，又要求最大限度地保持接近無菌的環(huán)境，減少創(chuàng)傷感染;同時還要為參加實驗手術(shù)的人員創(chuàng)造最有利于工作的環(huán)境?，F(xiàn)介紹我們創(chuàng)建動物心臟實驗的新理念。

2.1 動物實驗與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)外科深度合作和協(xié)同創(chuàng)新 隨著社會進步和物質(zhì)文明的提高，生物、醫(yī)藥科學(xué)正面臨前所未有的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)，需要多學(xué)科參與，更需要交叉學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展。一個科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域要想取得突破，必須利用其他領(lǐng)域技術(shù)的進步。交叉學(xué)科研究的深度和廣度已成為影響創(chuàng)新、特別是源頭創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵性因素之一，也是解決重大技術(shù)、社會問題的必然選擇。技術(shù)融合是指兩種或兩種以上不同技術(shù)之間互相滲透融為一體而形成的一種技術(shù)現(xiàn)象［9］。

我院作為心臟病?？漆t(yī)院，心外科設(shè)備和技術(shù)力量雄厚，為國家臨床重點?？啤５谘芯縿游飳W(xué)領(lǐng)域相對較弱，動物實驗的資源和技術(shù)條件暫時不能與臨床工作齊頭并進。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院動物實驗基礎(chǔ)扎實，在動物飼養(yǎng)和營養(yǎng)學(xué)科的技術(shù)居國內(nèi)領(lǐng)先水平。因此，我院選擇與該學(xué)院合作開展人工心臟、人工瓣膜等生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)。首先高投資將心臟動物手術(shù)室建在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，配備國內(nèi)一流動物心血管實驗設(shè)備和儀器，人工心臟動物植入等手術(shù)由本院心外科醫(yī)師完成，而實驗動物術(shù)前準備、術(shù)后飼養(yǎng)、血樣檢測及監(jiān)護委托華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院獸醫(yī)專家配合完成。這一舉措極大地縮短了手術(shù)時間、減輕了因解剖不熟練對實驗動物所致的不必要的痛苦，保證了動物實驗的成功率。同時，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院在與我院合作前未開展動物的心臟手術(shù)，通過與我院合作，獸醫(yī)專家的動物心臟手術(shù)操作水平有一定提高，獲得了雙贏互惠的效果。

2.2 改建動物實驗手術(shù)室 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)原動物手術(shù)室為普通手術(shù)室，不具備做動物心臟手術(shù)的條件，改建后的手術(shù)室擁有國內(nèi)一流動物心血管設(shè)備及儀器。要求動物手術(shù)室既要具備“實驗動物手術(shù)設(shè)施”和“動物飼養(yǎng)房”特點，又要具備人類醫(yī)療手術(shù)室特征;既要滿足操作人員需要，又要滿足實驗動物福利倫理需要。

2.2.1 手術(shù)功能用房的改建［10］:①內(nèi)壁面粉刷選用不起塵、不積塵、易清潔、耐腐蝕的材料;②衛(wèi)生用房:包括設(shè)置換鞋處、更衣室等;③心臟手術(shù)間面積50～60 m2，保證體外循環(huán)開展;④ 手術(shù)輔助用房:包括洗手間、麻醉間等;⑤消毒供應(yīng)用房:包括消毒間、供應(yīng)間、器械間、敷料間等;⑥實驗動物術(shù)后監(jiān)護室:在其內(nèi)放置自行研制的監(jiān)護飼養(yǎng)床，配置監(jiān)護儀、氧氣瓶等，便于動物實驗后的留觀;⑦室溫保持在24～25℃。⑧手術(shù)間及監(jiān)護室安裝設(shè)備先進的攝像系統(tǒng)，實時記錄術(shù)中及術(shù)后動物的情況，以保證動物實驗結(jié)果的科學(xué)性、可靠性和可重復(fù)性。改建后的動物心臟實驗手術(shù)室見圖1。

圖1 動物心臟實驗手術(shù)室

2.2.2 設(shè)計合理的通道:為控制實驗動物術(shù)后感染，手術(shù)室設(shè)有工作人員通道，實驗動物通道和污物通道3條標準通道。嚴格劃分3個區(qū)，即非限制區(qū)、半限制區(qū)和限制區(qū)，不同區(qū)域采取不同隔離措施。限制每臺手術(shù)參加及參觀人數(shù)不得超過3人，以保證手術(shù)過程中房間的無菌化程度。

2.2.3 嚴格手術(shù)室消毒制度:①動物實驗前3日，手術(shù)室內(nèi)進行濕式清掃，用含氯消毒劑擦拭無影燈、手術(shù)臺及室內(nèi)所有物品。②術(shù)前1日，用臭氧消毒滅菌器對手術(shù)室進行密封式消毒，要求一般表面≤5個菌落，為潔凈達標。③手術(shù)當日，用循環(huán)風(fēng)紫外線空氣消毒。對紫外線消毒日期、消毒持續(xù)時間全部記錄，及時更換紫外線燈管。④使用的清潔工具不宜用掉纖維的織物材料制作，拖把是細菌的滋生源和傳播細菌的載體，故不得“三區(qū)”混用。應(yīng)在拖把上做明顯標志，在每次使用后，用流動水反復(fù)沖洗，并用消毒液浸泡30 min后懸掛于通風(fēng)干燥處。⑤因動物手術(shù)垃圾含大量病菌和病毒，處理不當不僅會給環(huán)境帶來嚴重污染，而且會給人類健康帶來極大的威脅，因此要嚴格醫(yī)療廢棄物的管理［11-12］。

2.3 設(shè)計研制動物實驗手術(shù)設(shè)備和器械 心血管外科手術(shù)設(shè)備要求較高且多，投資成本很高。我們除準備常用的麻醉機、呼吸機、體外循環(huán)機、手術(shù)電刀及監(jiān)護儀等大型手術(shù)設(shè)備外，為降低投資成本，自主創(chuàng)新設(shè)計與自制用于實驗的設(shè)備和器械，以滿足動物心臟實驗的需要。自主研發(fā)的左心輔助裝置植入山羊體內(nèi)手術(shù)見圖2。

圖2 左心輔助裝置植入山羊體內(nèi)手術(shù)

2.3.1 自制多功能動物手術(shù)床(中國國家發(fā)明專利:20111034405.8，圖 3):動物由于體重、力量、與人交往的排斥性和不配合等原因，要對它們實施手術(shù)、診療、實驗是很困難的。我們將醫(yī)用舊手術(shù)床改造與翻新成多功能動物手術(shù)床，改進后的手術(shù)床具有人用手術(shù)床的各項功能，又適用于中、小型動物(含野生動物)實施動物實驗、手術(shù)診療、活體解剖、動科教學(xué)，專業(yè)、穩(wěn)固、方便、安全。手術(shù)床上設(shè)置動物身體、頭部、四肢保定機構(gòu)，這些機構(gòu)對動物保定和解除保定具有科學(xué)性、可操作性，同時手術(shù)人員安全得到保障。同時，發(fā)明了自動伸、縮的人踩板臺，設(shè)置了手術(shù)臺板左右、前后傾斜的工作程序，提高了動物心臟手術(shù)實驗工作效率，減輕了手術(shù)醫(yī)生的勞動強度。

圖3 多功能動物手術(shù)床和組合式動物轉(zhuǎn)運監(jiān)護床結(jié)構(gòu)示意圖

2.3.2 自制便攜式醫(yī)用設(shè)備帶［13］(國家實用新型專利:201120311170.5，圖4):通常手術(shù)室設(shè)備帶以吊塔形式置于天花板上，投入成本較高并且不能移動。為節(jié)約成本，我們自行設(shè)計制造便攜式醫(yī)用設(shè)備帶。該設(shè)備帶具備將醫(yī)用儀器設(shè)備、電源、氣種集中在一起放置的功能，同時便于移動和攜帶，較設(shè)備吊塔和壁掛式設(shè)備帶制作成本低。可有以下用途:①醫(yī)院病員增多加床急用設(shè)備帶時，設(shè)備吊塔和ICU病房內(nèi)固定設(shè)備帶不夠用的補充;②中、小型醫(yī)院應(yīng)用;③不定期做動物實驗時，將便攜式醫(yī)用設(shè)備帶推至動物手術(shù)室應(yīng)用;④災(zāi)害醫(yī)學(xué)救援中應(yīng)用。

圖4 自制便攜式醫(yī)用設(shè)備帶

2.3.3 自制螺旋式心肌打孔器(國家專利申請中):人工心臟植入實驗山羊體內(nèi)時，需要在山羊心尖部打孔，放置左心輔助裝置的輸出端，操作要求極高，如操作不慎發(fā)生心尖大出血致實驗動物死亡。我們自行研制的螺旋式心肌打孔器，因打孔器設(shè)計成螺旋式慢慢旋轉(zhuǎn)在心尖部打孔，控制插入心尖肌層的深度，故術(shù)中心肌出血較少。

2.3.4 可拆卸式山羊轉(zhuǎn)運和監(jiān)護飼養(yǎng)床［14］(中國國家發(fā)明專利:201210042605.8，圖5):我們設(shè)計了一種在對中小型動物(豬、牛、羊、狗)手術(shù)后集轉(zhuǎn)運和監(jiān)護雙重功能為一體的可拆卸組合式動物轉(zhuǎn)運監(jiān)護床，簡化動物實驗后轉(zhuǎn)運和監(jiān)護程序，避免動物手術(shù)后多次搬運;同時，監(jiān)護飼養(yǎng)欄離地面有一定高度，利于術(shù)后胸腔引流管保持通暢、及時清除動物排泄物，提高了手術(shù)成功率，減少了動物術(shù)后并發(fā)癥;動物實驗結(jié)束后，查將床拆卸存放，不占據(jù)室內(nèi)空間。

圖5 可拆卸組合動物監(jiān)護轉(zhuǎn)運床

我院開展左心輔助裝置研發(fā)心臟動物實驗剛剛起步，如果單獨建大型動物實驗手術(shù)室又沒有太多的動物實驗科研項目，很可能造成科研資源的極大浪費。我院與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)合作進行動物心臟實驗手術(shù)是一種新的嘗試和開拓，最大限度發(fā)揮兩個單位各自學(xué)科優(yōu)勢，構(gòu)建一個協(xié)同創(chuàng)新的平臺，在合作過程中需要不斷總結(jié)和提高。

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