动物脑内给药解决方案

一、研究背景

在脑科学基础研究领域中，脑内给药已经成为大多数动物实验的重要环节，比如注射病毒、细胞、蛋白分子、药物、标记染料探针等，根据实验设计，常见有两种给药方式：单次注射给药和多次反复给药（慢性给药），前者通常采用微量注射器，后者采用套管（如下图，右）来实现。无论哪一种方式，均具有操作简单、动物微创（或无创）、注射精准等优点。

二、套管微量给药系统

本文主要介绍多次反复给药方式—套管。

功能用途：用于小鼠、大鼠、猴等实验动物目标脑区的反复多次给药，也可以结合配套光纤使用（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。

应用范围：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。

三、套管系统配套（单管）

套管系统组配套（双管）

四、动物实验（材料准备）

1. 仪器设备与配件：

异氟烷气体麻醉系统（包括定位仪专用麻醉面罩和气体回收系统）、脑立体定位仪、显微镜、冷光源、保温装置（电子或水浴保温）、颅骨水平校准器、颅钻（包括钻头）、颅钻夹持器、套管、套管夹持器、PE 管、小螺钉、微量注射泵、微量注射器、手术器械包、大小鼠剃毛器、凝血器、手术垫、快速灭菌器2. 试剂

碘伏、酒精、酒精棉球、干棉球、生理盐水、牙科水泥（牙托水和牙托粉）、抗生素、异氟烷、【注射药物】

五、实验操作步骤（说明）

第 1 步：根据脑图谱或文献确定目标脑区的三维坐标：AP 值（Y 轴）、ML 值（X 轴）和 DV 值（Y 轴）；

第 2 步：将动物麻醉，头部固定到脑立体定位仪上，定位好目标脑区的 X/Y 水平坐标，颅钻或牙科钻钻孔（同时在孔位附近钻 2-3 个小孔，用于固定螺丝），然后用针轻微刺破硬脑膜；

第 3 步：将螺丝固定到孔内，然后将准备好的导管缓慢植入颅内，再用牙科水泥将螺丝和导管固定起来；

第 4 步：等待牙科水泥凝固后（约 15 分钟左右），缓慢插入导管帽，锁紧；根据实际情况判断是否需要缝合皮肤；

第 5 步：动物恢复期，约 2-3 天即可恢复。在此期间，注意动物感染，及时预防；

第 6 步：将注射内管、PE 管、锁紧螺帽、注射器提前组装好，接着取出导管帽，将注射内管缓慢插入导管，锁紧；

第 7 步：设置好注射量、注射速度，开始注射。注射完毕后，静止约 10 分钟，待药物被充分吸收，然后缓慢拔出注射内管，继续插入导管帽，锁紧。

六、注意事项

1. 除金属导管帽外，非金属导管帽、导管、注射内管、导管帽芯、锁紧螺帽和 PE 管均可以采用高压蒸汽、紫外、环氧乙烷等方式进行消毒灭菌；

2. 使用 PE 管前，可以用大头针将 PE 管的一端接头撑大一点或者用酒精泡一小会，便于插入注射内管。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），否则易脱落、松动，导致漏液，如下图红色箭头所示；

3. 因 PE 管、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，保证注射的准确。操作方法：向前推注射器，直至注射内管前端有液体冒出。

七、套管订货规则（单管）

订货时，务必提前确认以下 4 个参数：

D-导管的外径，有 0.64、0.56、0.48、0.41 和 0.71 mm 五种规格供选择；C-导管塑料基座 （B） 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）；G1-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 1.0 mm；G2-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 1.0 mm 。

套管订货规则（双管）

订货时，务必提前确认以下 5 个参数：

D-导管的外径，有 0.64、0.48 和 0.41 mm 三种规格供选择；C-导管塑料基座 （B） 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）；G1-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 1.0 mm；G2-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 1.0 mm；C.C-双导管的中心间距，即两个目标脑区的水平间距（单位：mm）。