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微量给药套管给药实验操作方法

时间:2024-08-07 11:32:08点击次数:

在脑科学基础研究领域,颅脑给药技术的精确性和可靠性对于实验结果的准确性至关重要。以下是三种常见的颅脑给药方式及其特点:

1. 单次注射给药,使用立体定位仪确定目标脑区,然后通过微量注射泵将药物精确地注射到指定位置。

优点:操作简单,定位准确,可以精确控制给药剂量和速度。

缺点:无法模拟药物在体内的长期作用。

2. 多次反复给药,在实验动物的颅骨上安装套管,通过套管反复给予药物。套管可以长期保留,便于多次给药。

优点:可以模拟药物在体内的长期作用,减少手术次数,降低动物应激。

缺点:需要定期更换或补充药物,操作相对复杂。

3. 持续释放给药,通过手术将植入式缓释泵植入动物体内,泵内装有药物,可以根据需要调节药物释放速度和持续时间。

优点:可以长时间维持稳定的药物浓度,减少手术次数,减少动物应激。

缺点:手术操作较为复杂,成本较高,且植入式泵的维护和更换需要专业设备和技术。

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本文主要介绍套管给药,它主要用于给小鼠、大鼠、猴等实验动物的目标脑区进行反复多次给药,也可结合配套光纤使用(光遗传),在给药的同时或者给药后继续对目标脑区进行光刺激。常应用于人类神经性疾病动物模型、高级脑功能、情感、认知等相关研究。

 

1. 实验准备

1.1 设备与配件

 

准备好以下设备和配件:脑立体定位仪、显微镜、冷光源、保温垫、手术垫、套管夹持器、手术器械包、酒精棉球、干棉球、颅钻(含钻头)、异氟烷气体麻醉系统(或注射麻醉药品)、套管给药系统(包括导管、注射内管、导管帽、PE管、小螺钉)以及微量给药系统(包括微量注射泵、微量注射器)。

1.2 试剂

准备碘伏、酒精、双氧水、生理盐水、牙科水泥(牙托水和牙托粉)、抗生素、异氟烷(或注射用麻醉药物)等试剂。

 

2. 实验操作

2.1 确定目标脑区

依据脑图谱或相关文献,确定目标脑区的三维坐标:AP值(Anterior-Posterior,Y轴,头部到尾部)、ML值(Medial-Lateral,X轴,中缝到两侧)和DV值(DorsalVentral,Z轴,背侧到腹侧)。

2.2 动物麻醉与固定

将动物进行麻醉,并将其头部固定在脑立体定位仪上。小鼠需要使用黑色适配器,而大鼠则可直接固定。

2.3 钻孔与植入套管

调平颅骨,然后在目标脑区附近钻孔,(同时在孔位附近钻2-3个小孔,用于旋入颅钉,作为牙科水泥着力点,防止牙科水泥脱落。同时这些小孔直径需要小于颅钉,这样颅钉才能旋紧,起到提供附着力效果)。用针轻轻刺破目标脑区上方的硬脑膜,暴露脑组织(颅钉固定位置硬脑膜无需刺破)。

2.4 固定与恢复

将颅钉旋入孔内约三圈,使用夹持器将准备好的导管缓慢植入颅内,并用牙科水泥将螺丝和导管包裹固定。

等待牙科水泥凝固后(约15分钟左右),移除夹持器(注意不要带动导管),插入导管帽并旋紧。根据需要决定是否缝合皮肤。在动物恢复期间(约2-3天即可恢复),涂抹罗红霉素软膏以防止感染,并适时补充糖盐以维持动物能量。

2.5 给药

预先组装好注射内管、PE管、锁紧螺帽和注射器。使用注射泵吸取药物,并在PE管上标记药液位置(主要用于注射药物过程中观察药物液面是否下降了)。取出导管帽,将注射内管缓慢插入导管,并用锁紧螺帽固定。

设置注射泵的注射量和速度,开始注射。注射完毕后,等待10分钟让药物充分扩散,然后缓慢拔出注射内管,重新插入导管帽并旋紧。

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3. 注意事项

非金属导管帽、导管、注射内管、导管帽芯、锁紧螺帽和PE管等非金属部件建议采用高压蒸汽、紫外、环氧乙烷等方式进行消毒灭菌。

在使用PE管前,可以适当撑大其一端或用酒精浸泡,以便于插入注射内管。确保PE管套在注射内管的外层,插入注射内管时,务必注意的是,PE管必须套在白色层外层(非金属管外层),以防止脱落或松动,导致漏液。

由于PE管和注射内管内部存在死体积,因此在将注射内管、PE管、锁紧螺帽、注射器组装好以后,插入导管前,应将注射液(比如药物)将PE管和注射内管充满,勿出现气泡,以保证注射药量的精准。操作方法:需要先向前推注射器,直至注射内管前端有液体冒出,才可将注射内针插入导管,注射药物。)

 

4.套管选择

(1)微量给药单套管

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订货时,务必提前确认以下4个参数:

1)D1-导管的外径,有22G(兔子、猴)、23G(大鼠)、24(大小鼠)、26G(小鼠)和27G(幼小鼠)五种规格供选择。

2)L1-导管塑料基座以下金属管的长度,即动物颅骨表面至目标脑区的垂直距离(单位:mm)。

3)L3-注射内管插入导管后突出部分的长度(单位:mm),一般选择0.5或者1.0mm。

4)L4-导管帽插入导管后突出部分的长度(单位:mm),一般选择0、0.5或者1.0mm。

 

 

 

(2)微量给药双套管

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订货时,务必提前确认以下5个参数:

1)D1-导管的外径,有23G(大鼠)、24G(大小鼠)、26G(小鼠)和27G(幼小鼠)四种规格供选择。

2)L1-导管塑料基座下金属管的长度,即动物颅骨表面至目标脑区的垂直距离(单位:mm)。

3)L3-注射内管插入导管后突出部分的长度(单位:mm),一般选择0.5或者1.0mm。

4)L4<-导管帽插入导管后突出部分的长度(单位:mm),一般选择0.5或者1.0mm。

5)P-双导管的中心间距,即两个目标脑区的水平间距(单位:mm)。

 

5.订货信息

微量给药单套管

序号

1

2

3

4

5

规格

23G(大鼠)

24G(大小鼠)

26G(小鼠)

27G(幼小鼠)

22G(兔子、猴)

型号

M8010

M8020

M8030

M8040

M8050

基座直径D(mm)

3.50

3.50

3.50

3.50

3.50

基座管直径D1(mm)

外径

0.64

0.55

0.48

0.41

0.72

内径

0.45

0.38

0.34

0.25

0.41

注射内管直径
D2(mm)

外径

0.41

0.36

0.30

0.21

0.41

内径

0.25

0.20

0.14

0.11

0.25

导管帽直径D3(mm)

堵芯

0.40

0.30

0.30

0.20

0.40

导帽

5.0*7.0

基座管长度L1(mm)

需提供

内管伸出长度L3(mm)

需提供(范围:0-1.0mm)

堵芯伸出长度L4(mm)

需提供(范围:0-1.0mm)

锁紧螺帽直径(mm)

5.0*6.5

PE管

PE25(0.85*0.42mm)

 

微量给药双套管

序号

1

2

3

4 

规格

23G(大鼠)

24G(大小鼠)

26G(小鼠)

27G(幼小鼠)

型号

M8110

M8120

M8130

M8140

注射内管间距(mm)

基座直径(4mm)

0.8-1.9

0.7-1.9

0.6-2.0

0.5-2.0

基座直径(5.5mm)

2.0-3.2

2.0-3.2

2.2-3.2

2.2-3.2

基座管直径D1(mm)

外径

0.64

0.55

0.48

0.41

内径

0.45

0.38

0.34

0.25

注射内管直径D2(mm)

外径

0.41

0.36

0.3

0.21

内径

0.25

0.2

0.14

0.11

导管帽直径D3(mm)

堵芯

0.4

0.3

0.3

0.2

导帽M4

5.3*7.0

导帽M5.5

7.0*7.5

基座管长度L1(mm)

需提供

内管伸出长度L3(mm)

需提供(范围:0-1.0mm)

堵芯伸出长度L4(mm)

需提供(范围:0-1.0mm)

锁紧螺帽直径(mm)

M4

5.3*6.5

M5.5

7.0*7.5

PE管

PE25(0.85*0.42mm)

 


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