霍春茂，龍 紅，秦廷洋，唐克桐，包峰云，張仕斌

(遵義醫(yī)科大學(xué) 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，貴州 遵義 563099)

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是醫(yī)學(xué)研究的重要支撐條件。墊料是構(gòu)成實(shí)驗(yàn)動(dòng)物微環(huán)境的重要因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物健康、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果及動(dòng)物福利都有著重要的影響。國內(nèi)常用的墊料主要包括刨花、鋸末、紙屑、玉米芯、棉絮、秸稈、稻草等[1]。刨花因來源廣泛、價(jià)廉易得，且質(zhì)地松軟，吸水性好，較少污染和發(fā)霉，是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物最常選用的墊料[2]。由于刨花來源的樹種不同，其化學(xué)性、物理性有明顯的差別。根據(jù)我國木材資源現(xiàn)狀，經(jīng)過多年的商品化開發(fā)和實(shí)驗(yàn)證明[3-5]，楊木、樺木等速生商品木材樹種，是比較理想的刨花原材料。國外如歐洲學(xué)者發(fā)現(xiàn)《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物》雜志上的所有出版物，大多數(shù)歐盟作者(約90%)為嚙齒動(dòng)物提供了木質(zhì)墊料。因此，木質(zhì)類仍然是歐洲最常用的墊料，且刨花因更易筑巢符合小鼠生活習(xí)性更受歡迎[6]。

目前，我省市場(chǎng)上使用的楊木和樺木刨花墊料主要來自北方，因市場(chǎng)相對(duì)較小且長途運(yùn)輸?shù)脑?，?dǎo)致價(jià)格相對(duì)較高。為開發(fā)適用于貴州本地，價(jià)廉易得的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料，本研究以市場(chǎng)上比較常用的北方楊木和樺木刨花作為對(duì)照，對(duì)包括貴州本地楊木和燈臺(tái)木刨花在內(nèi)的4種刨花進(jìn)行吸水性能實(shí)驗(yàn)、干燥性實(shí)驗(yàn)、升溫實(shí)驗(yàn)、降溫實(shí)驗(yàn)，對(duì)小鼠的急性毒性實(shí)驗(yàn)和適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果可為開發(fā)貴州本地楊木和燈臺(tái)木刨花作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 墊料 貴州楊木刨花，燈臺(tái)木刨花，北方楊木刨花，樺木刨花，均來自貴州億科達(dá)生物技術(shù)有限公司[SCXK(黔)2021-0001]。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 選擇6周齡SPF級(jí)KM小鼠24只，雌雄各半，用于對(duì)4種刨花的適應(yīng)性觀察實(shí)驗(yàn)。選擇4周齡SPF級(jí)KM小鼠40只，雌雄各半，按性別隨機(jī)分為貴州楊木刨花、燈臺(tái)木刨花、北方楊木刨花和樺木刨花4個(gè)組，用于這4種刨花的急性毒性實(shí)驗(yàn)。所有小鼠均來自遵義醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)：SCXK(黔)2021-0002；實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào)：SYXK(黔)2021-0004。

1.1.3 儀器設(shè)備 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱購自上海齊欣科學(xué)儀器有限公司型號(hào)：DHG-9240A，電子天平購自上海蒲春計(jì)量儀器有限公司型號(hào)：JA3001，溫度計(jì)購自武強(qiáng)縣威爾儀表廠，燒杯購自四川蜀科儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 吸水性能實(shí)驗(yàn) 取4種刨花墊料各6份，分別緩慢裝進(jìn)一次性塑料杯中使之自然沉積，將空塑料杯和裝滿墊料的塑料杯分別稱重記錄；然后用孔徑為2.0 mm×2.0 mm的醫(yī)用脫脂紗布封閉杯口后扎緊，緩緩放入裝有蒸餾水的盆子中，使其完全浸泡，60 min后倒置塑料杯于網(wǎng)架上自然瀝干，用濾紙將杯子外表面殘留的水吸干，分別稱重裝有墊料的塑料杯并計(jì)算各自的吸水率。吸水率用每克墊料吸水克數(shù)來表示。實(shí)驗(yàn)室條件為：溫度24～28℃，相對(duì)濕度45%～60%。

吸水率=(吸水后刨花總重-刨花初重)/刨花初重

1.2.2 干燥試驗(yàn) 將4種刨花用1L的燒杯裝滿放入干燥箱內(nèi)烘干至恒重后，將空燒杯和裝滿墊料的燒杯分別稱重記錄，然后放入裝有蒸餾水的盆子中吸水30 min后取出，吸水后用濾紙將杯子殘留的水吸干，稱重記錄吸水后裝滿墊料的燒杯總質(zhì)量，放于同一自然環(huán)境的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。并在之后7 d內(nèi)每隔24 h對(duì)吸水后裝滿墊料的燒杯稱重一次，共稱重7次并計(jì)算4種刨花的干燥度，干燥度表示吸水后干燥的百分比。干燥實(shí)驗(yàn)重復(fù)做3次，最后干燥度取3次平均值。

干燥度(%)=(吸水后刨花總質(zhì)量-記錄時(shí)濕刨花質(zhì)量)/(吸水后刨花總質(zhì)量-烘干刨花質(zhì)量)×100%

1.2.3 升溫實(shí)驗(yàn) 將4種刨花用1L的燒杯裝滿放入干燥箱內(nèi)，干燥箱的溫度設(shè)置為100 ℃，用溫度計(jì)記錄燒杯內(nèi)溫度變化，溫度計(jì)探頭位于刨花的中間位置不能觸壁，打開升溫開關(guān)后記錄不同時(shí)間段刨花的升溫情況。分別在3、5、10、15、20、25、30、35、40、45、60、90、120 min記錄。升溫實(shí)驗(yàn)重復(fù)做3次，最后數(shù)據(jù)取3次平均值。

1.2.4 降溫實(shí)驗(yàn) 將4種刨花用1L的燒杯裝滿放入干燥箱升至同一溫度，將刨花從干燥箱中拿出，用溫度計(jì)記錄燒杯內(nèi)溫度變化，溫度計(jì)探頭位于刨花的中間位置不能觸壁，放于同一自然環(huán)境中，記錄不同時(shí)間刨花的降溫情況。分別在3、5、10、15、20、25、30、35、40、45、60、75、90 min記錄。降溫實(shí)驗(yàn)重復(fù)做3次，最后數(shù)據(jù)取3次平均值。

1.2.5 適應(yīng)性觀察實(shí)驗(yàn) 將650 mm×450 mm×500 mm的自制鼠盒分隔成完全相同的4個(gè)小室，各相鄰的小室都開有一小孔(小孔能使小鼠自由通過)。鼠盒放置在安靜、無外界干擾的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，在盒子的4小室分別放置4種刨花。將24只KM小鼠，雌雄各半，隨機(jī)分為4組后分別放入鼠盒的4個(gè)小室。記錄不同時(shí)間段鼠盒4個(gè)小室內(nèi)小鼠的數(shù)量，根據(jù)記錄判斷小鼠對(duì)不同刨花墊料的適應(yīng)性。評(píng)價(jià)墊料適應(yīng)性，可以根據(jù)小鼠在不同墊料盒子內(nèi)停留的時(shí)間以及睡眠時(shí)間長短，來判斷小鼠對(duì)不同墊料的適應(yīng)性[7]。

1.2.6 急性毒性實(shí)驗(yàn) 刨花水提取物的制備：將4種刨花分別稱取40 g，加入600 mL蒸餾水浸泡30 h，所得的濾液加熱濃縮至80 mL，使溶液濃度為0.5 g/mL，放入4℃冰箱備用。

選擇4周齡SPF級(jí)KM小鼠40只，雌雄各半，按性別隨機(jī)分為貴州楊木刨花、燈臺(tái)木刨花、北方楊木刨花和樺木刨花4個(gè)組，每組10只。用上述制備好的刨花水提取物原液按20 mL/kg劑量(相當(dāng)于生藥10 g/kg)對(duì)小鼠進(jìn)行灌胃，1次/d，連續(xù)灌胃7 d，期間給予小鼠正常飲食和自由飲水，每天對(duì)小鼠進(jìn)行稱重記錄體質(zhì)量變化情況，并詳細(xì)檢查小鼠是否出現(xiàn)中毒癥狀及死亡情況等，據(jù)此判斷刨花對(duì)小鼠是否具有毒性作用。安全性包括一般毒性檢測(cè)，一般進(jìn)行墊料水浸出物的急性毒性實(shí)驗(yàn)?？梢杂媒鑫飳?duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行灌胃試驗(yàn)，觀察動(dòng)物狀態(tài)和體質(zhì)量變化情況，確定墊料對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是否有毒性作用[8]。

2 結(jié)果

2.1 吸水性實(shí)驗(yàn) 4種刨花吸水前的質(zhì)量范圍基本相同，但是浸泡相同時(shí)間后，北方楊木刨花的吸水性最好，燈臺(tái)木刨花和貴州本地楊木刨花吸水性能力相差不大，樺木刨花的吸水性最低(見表1)。4組墊料之間方差分析結(jié)果為：F值為31.051，P值為0.001，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，對(duì)4組刨花墊料做事后LSD多重比較，其中北方楊木刨花與樺木刨花之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，北方楊木刨花的吸水性極顯著高于樺木刨花的吸水性。貴州本地楊木刨花與樺木刨花之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。貴州本地楊木刨花的吸水性顯著高于樺木刨花的吸水性。燈臺(tái)木刨花與樺木刨花、貴州本地楊木刨花的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表1 4種刨花的吸水率

aa：與燈臺(tái)木組相比較,P<0.01; cc：與貴州本地楊木組相比較，P<0.01; dd：與樺木組相比較,P<0.01; d：與樺木組相比較,P<0.05。

表2 不同時(shí)間4種刨花干燥度

表3 不同時(shí)間4種刨花升溫情況

表4 不同時(shí)間4種刨花降溫情況

表5 KM小鼠對(duì)4種刨花的適應(yīng)性

表6 KM小鼠對(duì)4種刨花的適應(yīng)性

表7 4種刨花浸出液對(duì)KM雄鼠體質(zhì)量的影響

表8 4種刨花浸出液對(duì)KM雌鼠體質(zhì)量的影響

3 討論

木材刨花、鋸末、再生紙、玉米芯、秸稈、蒲草、蘆葦、稻谷殼、稻草等多達(dá)幾十種材料均可用作實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料，各種墊料在使用過程中各有優(yōu)缺點(diǎn)。蒲草的吸水性、吸氨性和保暖性高于玉米棒芯[9-10]，小鼠在極端(饑餓)狀態(tài)下嚼食少量蒲草墊料以及水提取物對(duì)其灌胃均不引起中毒[11]；對(duì)小鼠生長繁殖都沒有影響[12]。蘆葦?shù)亩拘缘?、吸水性?qiáng)、適應(yīng)性好，動(dòng)物生長發(fā)育及繁殖型性能良好[13]。但是蒲草和蘆葦畢竟來源有限，分布局限，難以作為商品化墊料大面積推廣。谷殼的保溫性能和動(dòng)物適應(yīng)性較好[14]，但谷殼的吸水性差、容易長霉且不易保存，易于粘附在皮毛上，影響動(dòng)物美觀；稻草具有在南方易收集、成本低、易保存、動(dòng)物適應(yīng)性好等特點(diǎn)[14]，但稻草容易被動(dòng)物的排泄物污染腐壞，表面附著的塵埃也較多，難免也會(huì)有不同程度的農(nóng)藥殘留。并且稻草質(zhì)地較硬容易刺傷幼鼠的皮膚，作為墊料前必須進(jìn)行二次加工[15]。玉米秸作為墊料時(shí)，SD大鼠能保持較高的繁殖性能，可以作為大鼠墊料使用[16]。麥秸和玉米秸稈經(jīng)過裁切、滅菌處理后用于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料，具有成本低廉、吸濕性好、無毒等優(yōu)點(diǎn)[17]。但玉米秸和麥秸受到加工工藝影響，經(jīng)過簡單裁切后質(zhì)地依舊較硬，塵屑較多，微生物難以控制，同時(shí)難免也會(huì)有不同程度的農(nóng)藥和重金屬(砷、鎘、鉛和汞)的殘留和超標(biāo)，因此商品化推廣使用價(jià)值并不高[18]。麥糠吸水性良好，對(duì)KM小鼠生長發(fā)育無不良影響，對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物無毒性[19]。但是麥糠作為墊料難免有農(nóng)藥殘留，且分布局限，難以大范圍推廣。有人將麥秸進(jìn)行爆破處理，發(fā)現(xiàn)處理后的麥秸纖維疏松、柔軟，其保溫性和吸濕、吸氨性能均較好，很適合于嚙齒類大小鼠生長繁殖[18]，但是這種處理后的新型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料成本較高，工序復(fù)雜。在研究評(píng)估墊料選擇的福利成本的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，刨花類墊料能減少老鼠的打斗行為[20]。在楊木刨花與木屑?jí)|料的研究中發(fā)現(xiàn)，刨花墊料的繁殖效率顯著提高，且價(jià)格比木屑便宜，在育種差的品系中，刨花墊料比起木屑?jí)|料是更好的選擇[21]。大量研究和實(shí)踐表明，速生商品闊葉類木材如楊木、樺木等加工的刨花因來源廣泛、價(jià)廉易得，能減少打斗行為，無毒性作用，且質(zhì)地松軟，吸水性好，較少污染和發(fā)霉，成為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物最合適、也最常用的墊料來源。

目前，供應(yīng)貴州市場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料均以來源于北方的楊木和樺木刨花為主，因市場(chǎng)相對(duì)較小且長途運(yùn)輸?shù)脑?，?dǎo)致其價(jià)格相對(duì)較高。為開發(fā)適用于貴州本地，價(jià)廉易得的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料，本研究首次檢測(cè)了貴州本地楊木和燈臺(tái)木刨花的物理特性以及對(duì)小鼠的適應(yīng)性和安全性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，北方楊木刨花的吸水性最好，貴州本地楊木刨花和燈臺(tái)木刨花次之，樺木刨花最差，說明貴州本地楊木刨花和燈臺(tái)木刨花的吸水性處于貴州市場(chǎng)上常用的北方楊木和樺木之間，符合貴州市場(chǎng)的性能需求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本實(shí)驗(yàn)所用4種刨花墊料對(duì)小鼠均無毒性作用，且急性毒性MTD均大于10 g/kg，都大于一般最大給藥量(5 g/kg)，說明貴州本地楊木刨花和燈臺(tái)木刨花無明顯中毒癥狀不會(huì)導(dǎo)致小鼠發(fā)生變態(tài)反應(yīng)，且MTD較高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，4種刨花墊料的升溫曲線、降溫曲線、干燥性能以及對(duì)動(dòng)物體質(zhì)量增長的影響的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。貴州本地楊木刨花和燈臺(tái)木刨花與貴州市場(chǎng)常用的墊料在保溫，隔熱，干燥和動(dòng)物生長等方面大致相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，貴州本地楊木刨花的動(dòng)物適應(yīng)性最好，燈臺(tái)木刨花與北方楊木刨花的動(dòng)物適應(yīng)性差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明小鼠對(duì)燈臺(tái)木刨花與北方楊木刨花喜愛度大致相同，使用貴州本地楊木刨花更符合動(dòng)物福利概念。

本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明貴州本地楊木和燈臺(tái)木刨花均可用作實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料，貴州本地楊木刨花的動(dòng)物適應(yīng)性最好，說明其具有更好的開發(fā)價(jià)值。