实验大鼠/小鼠垫料的选择标准

可信的动物实验结果不仅依赖于科学的实验设计，也依赖于标准化的实验动物饲养。饲养小鼠、大鼠必须使用垫料是因为啮齿动物更喜爱平整带垫料的笼底，而不是金属网笼底。垫料可以吸收尿液和粪便，方便清洁。对小鼠、大鼠来说，与垫料直接接触增加了它们表达天性的机会，如搜寻、挖掘、和筑巢。

现在国内很容易获得商品化合格的实验动物，但是由于质量、价格等原因，研究机构往往不容易获得合适的垫料。我国《实验动物环境及设施》标准(GBl4925-2010)规定：垫料的材质应符合动物健康和福利要求，应满足吸湿性好、尘埃少、无异味、无毒性、无油脂、耐高温、耐高压等条件，且必须经高压灭菌处理后方可使用。本文主要从以下几个方面讨论不同垫料的差异以及对实验动物的影响，这可能对不同机构选择大小鼠垫料有所帮助。

一、吸湿性

吸收尿液和粪便中的水分，保持微环境的干燥，是使用垫料的重要目的。微生物分解尿液中的尿素，产生氨气和二氧化碳。垫料吸收水分，抑制微生物的繁殖，进而阻止微环境中的氨气和有害细菌毒素的聚集。大小鼠垫料最重要的性能之一就是吸湿性。如果微环境中氨气升高，会引起呼吸损害和眼睛问题，100和300ppm的氨气会引起小鼠和大鼠昏睡。TrentonR发现100ppm的氨气以间接途径促进呼吸道中肺炎支原体的增殖，GBl4925-2010规定氨浓度不得高于14mg／m3(18ppm)。

实验动物微环境中的氨浓度不仅受垫料的吸湿性影响，其它因素也会造成这种情况，如更换垫料的频率不够高，动物饲养密度过高，通风低，周围的温度和/或湿度适合细菌的生长。另外，如果水瓶的水嘴接触到垫料会漏水，使垫料被浸泡，造成氨浓度的急剧升高。

现在国内的商品化大小鼠垫料都没有描述吸湿性。国外的垫料即使描述吸湿性，也是用单位质量垫料的吸湿性表达的。在垫料的实际使用过程中，技术员都是在笼具中装填一定深度的垫料，而不是一定质量的垫料，因此比较单位体积垫料的吸湿性更重要。

Burn CC比较了几种垫料，每种垫料取4个样本，每个样本体积50cm³，测量其吸收1％盐水的能力。发现玉米芯的吸湿性为0.60±0.05cm3盐水/cm³垫料，而杨木片的吸湿性为0.32±0.02cm³盐水/cm³垫料。如果按单位质量垫料的吸湿性计算，玉米芯为1.19cm³盐水/g，杨木片约2.25cm³盐水/g垫料。有些研究直接测量了垫料产生的氨气，玉米芯产生的氨气最少，杨木片产生较多氨气。。另外，Potgieter和Wilke认为不只是垫料的材质影响吸湿性，垫料的规格也影响吸湿性，因为拥有更大面积的垫料有利于水和挥发物的蒸发。

可见，吸湿性较好的垫料是玉米芯。另外一般垫料在使用前需要高压蒸汽灭菌，这会降低垫料的吸湿性，因此干燥时间要充足。至于更换垫料的频率应该根据对微环境中氨浓度的实际测量而定。

二、灰尘

细小的垫料尤其是灰尘被吸入后能对动物造成损害，这些颗粒也损害阴道粘膜或引起包皮炎。玉米芯垫料比国内常见的木材垫料灰尘少，杨木刨花的粉末率为13.67％，而自制玉米芯和纸垫料粉末率为零。

三、异味

垫料的气味通常来自挥发物，软木挥发物较多，硬木挥发物较少。软木是裸子植物，如松木、衫木等。硬木是被子植物，如杨木等。典型的软木是松木，其挥发物对动物健康的不良影响已有较多报道，即使高热处理能减少软木中挥发物的浓度，但残余量仍可能对特定的实验造成影响。

四、毒性

1.材料本身的毒性

本节主要讨论常用的杨木和玉米芯垫料的毒性。王艳蓉将KM小鼠和Wistar大鼠饲养4周，比较杨木、玉米芯和松木的毒性，发现杨木垫料是较好的大小鼠垫料，玉米芯垫料可作为备选产品，松木垫料应慎用。

与杨木组比较，玉米芯组雄性小鼠谷丙转氨酶有极显著性升高；玉米芯组雌性小鼠肾脏指数、雄性小鼠睾丸指数有显著性升高；玉米芯组雄性大鼠肝脏指数有极显著增大；但是玉米芯对动物体重没有影响。

刘福英系统地研究了松木、麦秸、玉米秸、玉米芯和国外商品垫料物质的细胞毒性作用，发现5种垫料均表现一定程度的细胞毒性，随着垫料的丙酮提取物浓度的增加，细胞的存活率逐渐呈下降趋势，其中松木的细胞毒性作用明显大于其它垫料物质，而玉米芯的细胞毒性最小。可见，与软木垫料相比，杨木和玉米芯垫料都是可接受的，但是选择时应注意垫料对特定实验的影响。

2.内毒素和(1→3)-β-D-葡聚糖的污染

近年，有实验证实微生物细胞壁成分，尤其是革兰氏阴性菌的内毒素，和霉菌、特殊细菌和植物细胞壁成分中的(1→3)-β-D-葡聚糖能引起肺的炎性反应。垫料的原材料可能被微生物污染，在不合适的环境中储存也会被污染，因此有可能成为感染性因素。即使用经过高压灭菌、不含存活的微生物的垫料饲养动物也会发生广泛的肺部损害。

Ewaldsson B发现木材刨花和碎纸垫料都含可测量的内毒素和(1→3)-β-D-葡聚糖。静脉注射(1→3)-β-D-葡聚糖会引起肺细胞肉芽肿。暴露(1→3)-β-D-葡聚糖会增加后续的内毒素暴露的反应性。暴露于这些因素相当于使动物预先暴露于另一个因素或一般的应激，因此，这种肺脏病变是背景病变，通常被动物忍受着，在接受实验处理时被恶化。来源于环境因素的肺脏损害可能影响实验结果，尤其在吸人毒理、呼吸生理和肺脏感染性实验领域。

所以，对于大小鼠垫料的生产厂家，在原材料的采集以及垫料的加工过程中应避免污染，储存时应注意温湿度等环境条件。对于使用大小鼠垫料的实验室，应注意有合适的储存条件降低微生物繁殖。

五、油脂、耐高温、耐高压

常见大小鼠垫料(如杨木片、玉米芯等)都能满足无油脂、耐高温、耐高压的条件。

六、动物的偏爱

垫料不仅可吸收水分，容纳粪尿，还能为动物提供舒适的休息场所，以及挖掘、咀嚼和筑巢等表达天性的机会。垫料是动物福利的重要因素，选择垫料必须注意动物对垫料的偏爱。

在不提供巢穴时，小鼠、大鼠更喜欢适于筑巢的物质。如Blom HJM研究小鼠和大鼠对垫料的偏爱，发现应避免使用小颗粒垫料，动物喜欢长、大、粗糙的垫料；和玉米芯垫料比较，小鼠、大鼠更喜爱杨木片垫料。最好是刨花，粗糙木片也行，尽量避免使用细小的垫料。

总之，选择大小鼠垫料时应重视垫料对动物健康、福利的需求，以提高实验的质量。但是，另一方面由于不同的垫料成本价格不同，因此不同实验室应根据自身情况进行权衡。逐渐加强动物健康福利，提升垫料质量是动物实验发展的必然趋势，我们应共同致力于高质量实验动物垫料的开发及生产。