在腦科學基礎(chǔ)研究領(lǐng)域中，顱腦給藥已經(jīng)成為大多數(shù)動物實驗的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)實驗設(shè)計，常見有三種給藥方式：單次注射給藥、多次反復給藥和持續(xù)釋放給藥。前者通常采用立體定位儀配合微量注射泵給藥，第二種通常采用套管給藥，第三種通常通過植入式緩釋泵給藥。

 

本文主要介紹套管給藥，它主要用于給小鼠、大鼠、猴等實驗動物的目標腦區(qū)進行反復多次給藥，也可結(jié)合配套光纖使用（光遺傳），在給藥的同時或者給藥后繼續(xù)對目標腦區(qū)進行光刺激。常應(yīng)用于人類神經(jīng)性疾病動物模型、高級腦功能、情感、認知等相關(guān)研究。

 

1.儀器設(shè)備與配件

腦立體定位儀、顯微鏡、冷光源、保溫墊、手術(shù)墊、套管夾持器、手術(shù)器械包、酒精棉球、干棉球、顱鉆（包括鉆頭）、異氟烷氣體麻醉系統(tǒng)（或注射麻醉藥品）、套管給藥系統(tǒng)（導管、注射內(nèi)管、導管帽、PE管、小螺釘）、微量給藥系統(tǒng)（微量注射泵、微量注射器）

 

大小鼠剃毛器（非必須，可手術(shù)剪去毛）、快速滅菌器（主要用于手術(shù)器械消毒，避免引起小鼠顱內(nèi)炎癥）、顱骨水平校準器（非必須，主要降低實驗上手操作難度）、顱鉆夾持器（非必須，可手持顱鉆鉆孔替代）

 

2.試劑

碘伏、酒精、雙氧水、生理鹽水、牙科水泥（牙托水和牙托粉）、抗生素、異氟烷（或注射用麻醉藥物）
 

3.操作步驟

1   根據(jù)腦圖譜或文獻確定目標腦區(qū)的三維坐標：AP 值（Anterior-Posterior，Y 軸，頭部到尾部）、ML 值（Medial-Lateral，X 軸，中縫到兩側(cè)）和 DV 值（Dorsal Ventral，Z 軸，背側(cè)到腹側(cè)）。

2   將動物麻醉，頭部固定到腦立體定位儀上（小鼠需要黑色適配器，大鼠無需適配器，直接固定即可）。調(diào)平顱骨，而后定位至目標腦區(qū)利用顱鉆鉆孔（同時在孔位附近鉆 2-3 個小孔，用于旋入顱釘，作為牙科水泥著力點，防止牙科水泥脫落。同時這些小孔直徑需要小于顱釘，這樣顱釘才能旋緊，起到提供附著力效果），然后用針輕微刺破目標腦區(qū)上方孔德硬腦膜，暴露顱腦；顱釘固定位置硬腦膜無需刺破。將顱釘旋入孔內(nèi)約三圈，然后將準備好的導管，通過夾持器緩慢植入顱內(nèi)，再用牙科水泥將螺絲和導管包裹固定。

3   等待牙科水泥凝固后（約 15 分鐘左右），移除夾持器（注意不要帶動導管），并且緩慢插入導管帽，旋緊；根據(jù)實際情況判斷是否需要縫合皮膚。

4   動物恢復期，約 2-3 天即可恢復。在此期間，可在皮膚周圍涂抹羅紅霉素軟膏，防止動物發(fā)炎感染；同時注意動物狀態(tài)，適時腹腔注射補充糖鹽，使得動物獲得足夠多能量。

5   將注射內(nèi)管、PE 管、鎖緊螺帽、注射器提前組裝好。利用注射泵吸取藥物，在PE管上標注藥液位置（主要用于注射藥物過程中觀察藥物液面是否下降了）。隨后取出導管帽，將注射內(nèi)管緩慢插入導管，利用鎖緊螺帽鎖緊。

6   設(shè)置注射泵的注射量、注射速度，開始注射。注射完畢后，靜止約 10 分鐘，待藥物被充分擴散，然后緩慢拔出注射內(nèi)管，重新插入導管帽，旋緊。

 

4.注意事項

1.  除金屬導管帽外，建議對非金屬導管帽、導管、注射內(nèi)管、導管帽芯、鎖緊螺帽和 PE 管均可以采用高壓蒸汽、紫外、環(huán)氧乙烷等方式進行消毒滅菌。

 

2.  使用 PE 管前，可以用大頭針將 PE 管的一端接頭撐大一點或者用酒精泡一小會，便于插入注射內(nèi)管。插入注射內(nèi)管時，務(wù)必注意的是，PE 管必須套在白色層外層（非金屬管外層），否則易脫落、松動，導致漏液；

 

3.  因 PE 管、注射內(nèi)管內(nèi)部存在死體積，因此在將注射內(nèi)管、PE 管、鎖緊螺帽、注射器組裝好以后，插入導管前，應(yīng)將注射液（比如藥物）將 PE 管和注射內(nèi)管充滿，勿出現(xiàn)氣泡，以保證注射藥量的精準。操作方法：需要先向前推注射器，直至注射內(nèi)管前端有液體冒出，才可將注射內(nèi)針插入導管，注射藥物。

 

5.套管選擇

（1）單管  

訂貨時，務(wù)必提前確認以下 4 個參數(shù)：

1）D-導管的外徑，有 0.64、0.56、0.48、0.41 和 0.71 mm 五種規(guī)格供選擇。

2）C-導管塑料基座 （B） 基座以下金屬管的長度，即動物顱骨表面至目標腦區(qū)的垂直距離（單位：mm）。

3）G1-注射內(nèi)管插入導管后突出部分的長度（單位：mm），一般選擇 0.5 或者 1.0 mm。

4）G2-導管帽插入導管后突出部分的長度（單位：mm），一般選擇 0 、0.5 或者 1.0 mm。 

 

（2）雙管  

訂貨時，務(wù)必提前確認以下 5 個參數(shù)：

1）D-導管的外徑，有 0.64、0.48 和 0.41 mm 三種規(guī)格供選擇。

2）C-導管塑料基座 （B） 下金屬管的長度，即動物顱骨表面至目標腦區(qū)的垂直距離（單位：mm）。

3）G1-注射內(nèi)管插入導管后突出部分的長度（單位：mm），一般選擇 0.5 或者 1.0 mm。

4）G2-導管帽插入導管后突出部分的長度（單位：mm），一般選擇 0.5 或者 1.0 mm。

5）C.C-雙導管的中心間距，即兩個目標腦區(qū)的水平間距（單位：mm）。