實(shí)驗(yàn)大鼠/小鼠墊料的選擇標(biāo)準(zhǔn)

可信的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅依賴于科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，也依賴于標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)。飼養(yǎng)小鼠、大鼠必須使用墊料是因?yàn)閲X動(dòng)物更喜愛平整帶墊料的籠底，而不是金屬網(wǎng)籠底。墊料可以吸收尿液和糞便，方便清潔。對(duì)小鼠、大鼠來說，與墊料直接接觸增加了它們表達(dá)天性的機(jī)會(huì)，如搜尋、挖掘、和筑巢。

現(xiàn)在國內(nèi)很容易獲得商品化合格的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，但是由于質(zhì)量、價(jià)格等原因，研究機(jī)構(gòu)往往不容易獲得合適的墊料。我國《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境及設(shè)施》標(biāo)準(zhǔn)(GBl4925-2010)規(guī)定：墊料的材質(zhì)應(yīng)符合動(dòng)物健康和福利要求，應(yīng)滿足吸濕性好、塵埃少、無異味、無毒性、無油脂、耐高溫、耐高壓等條件，且必須經(jīng)高壓滅菌處理后方可使用。本文主要從以下幾個(gè)方面討論不同墊料的差異以及對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的影響，這可能對(duì)不同機(jī)構(gòu)選擇大小鼠墊料有所幫助。

一、吸濕性

吸收尿液和糞便中的水分，保持微環(huán)境的干燥，是使用墊料的重要目的。微生物分解尿液中的尿素，產(chǎn)生氨氣和二氧化碳。墊料吸收水分，抑制微生物的繁殖，進(jìn)而阻止微環(huán)境中的氨氣和有害細(xì)菌毒素的聚集。大小鼠墊料最重要的性能之一就是吸濕性。如果微環(huán)境中氨氣升高，會(huì)引起呼吸損害和眼睛問題，100和300ppm的氨氣會(huì)引起小鼠和大鼠昏睡。TrentonR發(fā)現(xiàn)100ppm的氨氣以間接途徑促進(jìn)呼吸道中肺炎支原體的增殖，GBl4925-2010規(guī)定氨濃度不得高于14mg／m3(18ppm)。

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物微環(huán)境中的氨濃度不僅受墊料的吸濕性影響，其它因素也會(huì)造成這種情況，如更換墊料的頻率不夠高，動(dòng)物飼養(yǎng)密度過高，通風(fēng)低，周圍的溫度和/或濕度適合細(xì)菌的生長(zhǎng)。另外，如果水瓶的水嘴接觸到墊料會(huì)漏水，使墊料被浸泡，造成氨濃度的急劇升高。

現(xiàn)在國內(nèi)的商品化大小鼠墊料都沒有描述吸濕性。國外的墊料即使描述吸濕性，也是用單位質(zhì)量墊料的吸濕性表達(dá)的。在墊料的實(shí)際使用過程中，技術(shù)員都是在籠具中裝填一定深度的墊料，而不是一定質(zhì)量的墊料，因此比較單位體積墊料的吸濕性更重要。

Burn CC比較了幾種墊料，每種墊料取4個(gè)樣本，每個(gè)樣本體積50cm3，測(cè)量其吸收1％鹽水的能力。發(fā)現(xiàn)玉米芯的吸濕性為0.60±0.05cm3鹽水/cm3墊料，而楊木片的吸濕性為0.32±0.02cm3鹽水/cm3墊料。如果按單位質(zhì)量墊料的吸濕性計(jì)算，玉米芯為1.19cm3鹽水/g，楊木片約2.25cm3鹽水/g墊料。有些研究直接測(cè)量了墊料產(chǎn)生的氨氣，玉米芯產(chǎn)生的氨氣最少，楊木片產(chǎn)生較多氨氣。。另外，Potgieter和Wilke認(rèn)為不只是墊料的材質(zhì)影響吸濕性，墊料的規(guī)格也影響吸濕性，因?yàn)閾碛懈竺娣e的墊料有利于水和揮發(fā)物的蒸發(fā)。

可見，吸濕性較好的墊料是玉米芯。另外一般墊料在使用前需要高壓蒸汽滅菌，這會(huì)降低墊料的吸濕性，因此干燥時(shí)間要充足。至于更換墊料的頻率應(yīng)該根據(jù)對(duì)微環(huán)境中氨濃度的實(shí)際測(cè)量而定。

二、灰塵

細(xì)小的墊料尤其是灰塵被吸入后能對(duì)動(dòng)物造成損害，這些顆粒也損害陰道粘膜或引起包皮炎。玉米芯墊料比國內(nèi)常見的木材墊料灰塵少，楊木刨花的粉末率為13.67％，而自制玉米芯和紙墊料粉末率為零。

三、異味

墊料的氣味通常來自揮發(fā)物，軟木揮發(fā)物較多，硬木揮發(fā)物較少。軟木是裸子植物，如松木、衫木等。硬木是被子植物，如楊木等。典型的軟木是松木，其揮發(fā)物對(duì)動(dòng)物健康的不良影響已有較多報(bào)道，即使高熱處理能減少軟木中揮發(fā)物的濃度，但殘余量仍可能對(duì)特定的實(shí)驗(yàn)造成影響。

四、毒性

1.材料本身的毒性

本節(jié)主要討論常用的楊木和玉米芯墊料的毒性。王艷蓉將KM小鼠和Wistar大鼠飼養(yǎng)4周，比較楊木、玉米芯和松木的毒性，發(fā)現(xiàn)楊木墊料是較好的大小鼠墊料，玉米芯墊料可作為備選產(chǎn)品，松木墊料應(yīng)慎用。

與楊木組比較，玉米芯組雄性小鼠谷丙轉(zhuǎn)氨酶有極顯著性升高；玉米芯組雌性小鼠腎臟指數(shù)、雄性小鼠睪丸指數(shù)有顯著性升高；玉米芯組雄性大鼠肝臟指數(shù)有極顯著增大；但是玉米芯對(duì)動(dòng)物體重沒有影響。

劉福英系統(tǒng)地研究了松木、麥秸、玉米秸、玉米芯和國外商品墊料物質(zhì)的細(xì)胞毒性作用，發(fā)現(xiàn)5種墊料均表現(xiàn)一定程度的細(xì)胞毒性，隨著墊料的丙酮提取物濃度的增加，細(xì)胞的存活率逐漸呈下降趨勢(shì)，其中松木的細(xì)胞毒性作用明顯大于其它墊料物質(zhì)，而玉米芯的細(xì)胞毒性最小?？梢?，與軟木墊料相比，楊木和玉米芯墊料都是可接受的，但是選擇時(shí)應(yīng)注意墊料對(duì)特定實(shí)驗(yàn)的影響。

2.內(nèi)毒素和(1→3)-β-D-葡聚糖的污染

近年，有實(shí)驗(yàn)證實(shí)微生物細(xì)胞壁成分，尤其是革蘭氏陰性菌的內(nèi)毒素，和霉菌、特殊細(xì)菌和植物細(xì)胞壁成分中的(1→3)-β-D-葡聚糖能引起肺的炎性反應(yīng)。墊料的原材料可能被微生物污染，在不合適的環(huán)境中儲(chǔ)存也會(huì)被污染，因此有可能成為感染性因素。即使用經(jīng)過高壓滅菌、不含存活的微生物的墊料飼養(yǎng)動(dòng)物也會(huì)發(fā)生廣泛的肺部損害。

Ewaldsson B發(fā)現(xiàn)木材刨花和碎紙墊料都含可測(cè)量的內(nèi)毒素和(1→3)-β-D-葡聚糖。靜脈注射(1→3)-β-D-葡聚糖會(huì)引起肺細(xì)胞肉芽腫。暴露(1→3)-β-D-葡聚糖會(huì)增加后續(xù)的內(nèi)毒素暴露的反應(yīng)性。暴露于這些因素相當(dāng)于使動(dòng)物預(yù)先暴露于另一個(gè)因素或一般的應(yīng)激，因此，這種肺臟病變是背景病變，通常被動(dòng)物忍受著，在接受實(shí)驗(yàn)處理時(shí)被惡化。來源于環(huán)境因素的肺臟損害可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，尤其在吸人毒理、呼吸生理和肺臟感染性實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域。

所以，對(duì)于大小鼠墊料的生產(chǎn)廠家，在原材料的采集以及墊料的加工過程中應(yīng)避免污染，儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)注意溫濕度等環(huán)境條件。對(duì)于使用大小鼠墊料的實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)注意有合適的儲(chǔ)存條件降低微生物繁殖。

五、油脂、耐高溫、耐高壓

常見大小鼠墊料(如楊木片、玉米芯等)都能滿足無油脂、耐高溫、耐高壓的條件。

六、動(dòng)物的偏愛

墊料不僅可吸收水分，容納糞尿，還能為動(dòng)物提供舒適的休息場(chǎng)所，以及挖掘、咀嚼和筑巢等表達(dá)天性的機(jī)會(huì)。墊料是動(dòng)物福利的重要因素，選擇墊料必須注意動(dòng)物對(duì)墊料的偏愛。

在不提供巢穴時(shí)，小鼠、大鼠更喜歡適于筑巢的物質(zhì)。如Blom HJM研究小鼠和大鼠對(duì)墊料的偏愛，發(fā)現(xiàn)應(yīng)避免使用小顆粒墊料，動(dòng)物喜歡長(zhǎng)、大、粗糙的墊料；和玉米芯墊料比較，小鼠、大鼠更喜愛楊木片墊料。最好是刨花，粗糙木片也行，盡量避免使用細(xì)小的墊料。

總之，選擇大小鼠墊料時(shí)應(yīng)重視墊料對(duì)動(dòng)物健康、福利的需求，以提高實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量。但是，另一方面由于不同的墊料成本價(jià)格不同，因此不同實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)自身情況進(jìn)行權(quán)衡。逐漸加強(qiáng)動(dòng)物健康福利，提升墊料質(zhì)量是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)展的必然趨勢(shì)，我們應(yīng)共同致力于高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料的開發(fā)及生產(chǎn)。

作者：孟學(xué)強(qiáng)/王宏濤