左心辅助装置动物心脏实验的新理念-从实验动物伦理学谈动物心脏手术室的建立与创新

解放军医药杂志 2013年8月 第25卷 筮 ! 垒： ! ：箜 ： ：垒竖： Q ：三 ：· 论著 ·编者按：国际上治疗心力衰竭主要采用心脏移植、心室辅助装置或人工心脏泵替代，但心脏移植受到供体匮乏的限制，因此．应用人工心脏泵已成为挽救心力衰竭患者生命的重要手段，同时对于提高心脏手术后的生存率，改善患者心功能和生活质量具有重要意义。武汉亚洲心脏医院心外科 自2010年开始轴流式左心室辅助装置研发工作并完成 7例山羊动物实验，其中3例预实验．4例正式实验。本专栏就轴流式左心室辅助装置及相关设备的设计与加工、动物手术室建立、如何进行动物实验进行分析讨论，为今后更好地开展轴流式左心室辅助装置研发、尽快将这一装置应用于临床提供参考。

左心辅助装置动物心脏实验的新理念— — 从实验动物伦理学谈动物心脏手术室的建立与创新陶 凉，周 欣 ，康爱梅[摘要] 动物实验是生命科学研究中必须采用的手段，对生物医学的发展起着至关重要的作用，随着社会发展、科技进步和人类道德水准提高，动物实验伦理问题引起了人们广泛关注，生物医学研究必须与动物实验伦理学协调发展，才能使动物实验更好地服务于科技进步 、人类健康和社会发展。笔者所在医院按照动物伦理学要求建立实验动物心脏手术室开展左心辅助装置研究 ，通过 自行研制实验器械降低实验成本，提高左心辅助装置动物心脏实验的成功率。

[关键词] 左心辅助装置；动物心脏实验 ；生物伦理学[中国图书资料分类号] TH777 [文献标志码] A [文章编号] 2095-140X(2013)08—0039—04[DoI] 10．3969／ issn．2095—140X．2013．08．011New Idea of Animal Cardiac Experiment by Left Ventricular Assist Device。_——the Establishment and Innovation，0r Animal Cardiac Operating Room Based on Experimental Animal EthicsTAO Liang，ZHOU Xin，KANG Ai-mei(Department of Cardiothoracic Surgery，Wuhan Asia Heart Hospital，Wuhan430022，China)[Abstract] Animal experiment is a method which must be used in life science．It also plays an important role indevelopment of biomedicine．With the development of society，science-technology progress and improvement of moralstandard，and the ethical issues of animal experiments focused on extensive attention．In order to preferably serve the sci—entifc and technological progress，human health and social development by the animal experiments，biomedical researchmust be coordinated with the development of ethics of animal experiments．In our hospital，the establishment of cardiacoperating room for experimental animal in accordance with animal ethics requirements was performed for a left ventricularassist device research．The experiments cost was reduced and success rate of animal cardiac experiments was improved byself—made equipment.

[Key words] Left ventricular assist device；Animal，experiment；Bioethics在生命科学领域内，实验动物为人类的健康做出了极大的贡献。据 统计 ，我国每年用于科研的实验动物约为2000万只，全球每年约有数十亿只动物为科学而献生，其中大部分用于医学研究 ¨。法国病理学大师洛布斯坦说过 ：医学 的 目的不在于 了解无生命的器官，而是活的器官，行使特殊功能的器[基金项目] 国家临床重点专科建设项 目基金资助、国家自然科学基金资助项 目(51275371)[作者单位] 430022武汉，武汉亚洲心脏病医院心外科[通讯作者】 周欣，E．mail：zhouxin2007328###163．COB官 。众所周知 ，在美 国仅心脏外科手术每年能拯救 44万人的生命，但该手术方法的问世和完善，应归功于费城杰斐逊医学院的 Gibbon等科学家经过20多年的动物实验研究 。目前还没有其他 方法能够完全取代活体实验。许多医学成果如疫苗的研制，糖尿病、高血压病的治疗等，如果不用动物，则只能使用人类 自身来进行实验，这无疑会带来更大的伦理问题。

1 实验动物伦理学1．1 动物伦理学的定义与内涵 实验动物福利与· 40· 医药杂志 2013年 8月 第 25卷 第 8期 Med＆Pharm J Chin PLA．Vo1．25．No．8．Aug．2013伦理 近几年引起 实验 动物科学 家 的重 视和关注 。现代社会促进动物伦理学发展的重要因素：①人类社会迅速发展，伴随着野生动物种群的大规模灭绝 ，由此引发人们的忧虑，激发人们探究人在自然中的位置、人与动物之间的关系；②现实生活中虐待动物的现象严重，引发反对虐待动物的动物福利和权利运动，呼唤动物伦理学的形成与发展。动物伦理学是人类审视人与动物关系及由此形成的人对待动物的道德态度和行为规范的理论体系。其内涵体现在人与动物关系、人对待动物的道德态度以及人对待动物的行为规范。动物伦理学的产生既是伦理学理论内在逻辑发展的必然，也是社会实践发展的迫切需要。

1．2 世界范围实验动物福利伦理立法状况 实验动物福利论的兴起是建设生态文明的重要标志。许多国家和国际组织相继制定了相应的法律、法规、标准和准则。1966年美国出台第一部针对实验动物福利的法律《动物福利法》，至今已修订多次。1966年后，加拿大、英国、德国、澳大利亚、新西兰、日本、泰国、菲律宾等国针对实验动物福利成立实验动物管理委员会或进行立法，加大对实验动物使用情况的监督和管理。1986年 11月 24日，欧洲议会通过《保护在实验中或为达到其他科学目的使用脊椎动物的欧共体条例》，2000年 12月，世界经济合作与发展组织(OECD)发布《识别、评估和使用临床症状对试验用动物在安全状态下实施仁慈终点的指导文件》等文件，这些法律法规对实验动物福利规定的基本点概括为“3R”原则即：①减少(Reduction)：指在科学研究中，使用较少的动物获取同样多的实验数据，或使用一定数量的动物能获得更多的实验数据的方法；②替代(Replacement)：指使用其他方法而不用动物所进行的实验 ，以达到某一实验 目的；③Refinement(优化)：指通过改进和完善实验程序，减轻或减少给动物造成的疼痛和紧张，以提高动物福利的方法。现在“3R”原则已为广大科学家所接受，并在实际研究工作中得到广泛的应用 ，对推动生物医学及其相关学科发展起到重要作用。

1．3 我国实验动物管理的规定 我国实验动物法规体系中最重要的文件之一是 1988年国家科委《实验动物管理条例》中引入实验动物福利理念：“从事实验动物工作的人员对实验动物必须爱护，不许戏弄或虐待”；2001年 11月，为适应科学研究的需要，启动《实验动物管理条例》修改工作中增加了生物安全和动物福利两个章节。2006年，科技部颁布我国第一个关于实验动物福利和动物实验伦理的法规性文件《关于善待实验动物的指导性意见》；2006年11月7日，科技部发布第 11号令《国家科技计划实施中科研不端行为处理办法(试行)》，明确将“违反实验动物保护规范”列为六种不端行为之一，需要进行坚决治理。目前，我国尚未形成专门的实验动物福利法，缺乏实质性可操作性配套措施，实验动物福利伦理审查 尚停留在制度和形式 中，实验动物伦理观念尚未以理性方式深入人心，无情地对待各种动物和实验动物，给动物造成不必要痛苦的现象较普遍，需要我们进行大力宣传和进行从业规范培训 。

1．4 动物实验福利伦理现状和伦理审查中关注的问题 现阶段我 国实验动物科学发展相对缓慢 ，对实验动物伦理问题的认识滞后，实验动物基本的福利保障较低，由此导致实验动物的质量低下，影响了科学研究结果的准确性。主要表现：①动物实验设计缺乏科学性和严谨性，随意使用或滥用实验动物；②实验操作不熟练，延误实验时间，增加实验动物的痛苦；③实验后未及时对动物进行止痛、抗感染等妥善处理，使实验动物长时间忍受痛苦的煎熬；④实验过程中缺少对动物的福利关注 ，未根本改变视动物为工具的旧观念，以至无视对实验动物生命的保护。因此 ，对动物实验伦理审查 中应关注 ：①人员培训 ：动物实验人员必须持有上 岗证 ，并经过 SOP培训。② 正确选择动物：正确选用动物的品系和级别，使用低等动物代替高价的实验动物，尽量使用遗传背景一致的动物和微生物控制级别高的动物，在能够得到足够结果时最大限度地减少动物的使用数量。③动物实验必要性：能够进行数学模式、电脑模拟、体外生物学系统进行替代实验的，则不做动物实验。④合理设计动物实验方案：实验开始前做好充分准备工作，在麻醉下进行动物实验，实验中要熟练操作，实验后要控制疼痛。⑤兽医：动物实验和饲养观察中必须配备兽医人员。⑥动物运输：运输过程中避免碰撞和惊吓动物 ，饲料饮水充足 ；运输笼盒空间要保证动物活动自如，保证 良好的通风。⑦动物饲养 ：实验动物照料和管理人员必须具有实验动物知识和从业资质，正确饲养动物，饲养空间要足够 ，保证饮水质量，食物要干净，环境(室内、外)要保持卫生清洁，保证环境因子指标不超过国家标准规定。

可给予必要的玩具、音乐及色彩。⑧合用动物：用死亡动物实施外科手术，病理解剖时提供器官或组织。

不同课题、不同人员尽可能合用动物。⑨ 动物处死及尸体的处理：对实验结束后的动物要施行安乐死，严禁当着其他动物的面进行动物解剖、处死等操作。

解放军医药杂志 2013年8 筮堑 鲞 箜 塑 ! ! 』 !： ! ： 竖： ： !：动物尸体处理按相关法规要求。有条件可设“慰灵碑”。⑩改进统计学方法和改良仪器设备。

2 动物心脏实验的新理念我院是一所集临床、科研、教学、保健于一体的心脏病专科医院，心外科为国家重点专科，目前正开展人工心脏 ]、人工瓣膜等生物医学工程跨学科的相关研究。在建立动物心脏实验手术室时既要满足动物外科手术伦理需求的所有功能，又要求最大限度地保持接近无菌的环境，减少创伤感染；同时还要为参加实验手术的人员创造最有利于工作的环境。

现介绍我们创建动物心脏实验的新理念。

2．1 动物实验与华中农业大学兽医外科深度合作和协同创新 随着社会进步和物质文明的提高，生物 、医药科学正面临前所未有的发展机遇和挑战 ，需要多学科参与，更需要交叉学科协调发展。一个科学技术领域要想取得突破，必须利用其他领域技术的进步。交叉学科研究的深度和广度 已成为影响创新 、特别是源头创新发展的关键性 因素之一，也是解决重大技术 、社会问题的必然选择 。技术融 合是指两种或两种以上不同技术之问互相渗透融为一体而形成 的一种技术现象 。

我院作为心脏病专科医院，心外科设备和技术力量雄厚，为国家临床重点专科。但在研究动物学领域相对较弱，动物实验的资源和技术条件暂时不能与临床工作齐头并进。华中农业大学动物科技学院动物实验基础扎实，在动物饲养和营养学科的技术居国内领先水平。因此，我院选择与该学院合作开展人工心脏、人 工瓣膜 等生物 医学工程技术。首先高投资将心脏动物手术室建在华中农业大学动物科技学院，配备国内一流动物心血管实验设备和仪器 ，人工心脏动物植入等手术由本院心外科 医师完成，而实验动物术前准备、术后饲养、血样检测及监护委托华 中农业大学动物科技学院兽医专家配合完成。这一举措极大地缩短了手术时问、减轻了因解剖不熟练对实验动物所致的不必要的痛苦，保证了动物实验的成功率。同时 ，华 中农业大学动物科技学院在与我院合作前未开展动物的心脏手术 ，通过与我院合作，兽医专家的动物心脏手术操作水平有一 定提高，获得了双赢互惠的效果。

2．2 改建动物实验手术室 华中农业大学原动物手术室为普通手术室，不具备做动物心脏手术的条件，改建后的手术室拥有国内一流动物心血管设备及仪器。要求动物手术室既要具备“实验动物手术设施”和“动物饲养房”特点，又要具备人类医疗手术室特征；既要满足操作人员需要，又要满足实验动物福利伦理需要。

2．2．1 手术功能用房的改建 ：①内壁面粉刷选用不起尘、不积尘、易清洁、耐腐蚀的材料；②卫生用房：包括设置换鞋处、更衣室等；③心脏手术问面积50～60 m ，保证体外循环开展；④ 手术辅助用房：包括洗手问、麻醉间等；⑤消毒供应用房：包括消毒问、供应间、器械间、敷料间等；⑥实验动物术后监护室：在其内放置自行研制的监护饲养床，配置监护仪、氧气瓶等，便于动物实验后的留观；⑦室温保持在 24～25qC。⑧手术间及监护室安装设备先进的摄像系统，实时记录术中及术后动物的情况，以保证动物实验结果的科学性、可靠性和可重复性。改建后的动物心脏实验手术室见 图 1。

图 1 动物心脏 实验手术 室2．2．2 设计合理 的通道 ：为控制实验动 物术后感染，手术室设有工作人员通道，实验动物通道和污物通道 3条标准通道。严格划分 3个区 ，即非限制 区、半限制区和限制区，不同区域采取不同隔离措施。

限制每台手术参加及参观人数不得超过 3人，以保证手术过程中房间的无菌化程度。

2．2．3 严格手术室消毒制度 ：①动物实验前 3日，手术室内进行湿式清扫，用含氯消毒剂擦拭无影灯、手术台及室 内所有物 品。②术前 1日，用臭氧消毒灭菌器对手术室进行密封式消毒 ，要求一般表面≤5个菌落，为洁净达标。③手术当日，用循环风紫外线空气消毒。对紫外线消毒日期、消毒持续时间全部记录，及时更换紫外线灯管。④使用的清洁工具不宜用掉纤维的织物材料制作，拖把是细菌的滋生源和传播细菌 的载体 ，故不得“三 区”混用。应 在拖把上做明显标志，在每次使用后，用流动水反复冲洗，并用消毒液浸泡 30 rain后悬挂于通风干燥处。⑤因动物手术垃圾含大量病菌和病毒，处理不当不仅会给环境带来严重污染，而且会给人类健康带来极大的威胁，因此要严格医疗废弃物的管理? 。

2．3 设计研制动物实验手术设备和器械 心血管
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(收稿时间：2013-05—16 修回时间：2013-06—04)(上接 42页)研资源的极大浪费。我院与华中农业大学合作进行动物心脏实验手术是一种新的尝试和开拓，最大限度发挥两个单位各 自学科优势，构建一个协同创新的平台，在合作过程中需要不断总结和提高。

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(收稿时间：201 3—05．03 修回时间：201 3—05—25)1 J 1 j 1 J 1j 1 J ] ● 1 j 1J 2 3 4 5 6 7 8 9r l rl r【 r l r l 『 - r l rL 1{ ]● J 1j 2 3 4 5 6 _} _l rl