静脉自身给药颈静脉插管及利用该插管的动物模型构建方 法 技术领域 本发明涉及一种静脉自身给药颈静脉插管， 本发明还涉及利用该插管的动物模型 构建方法。属于静脉自身给药技术领域。
背景技术
静脉自身给药是药物成瘾研究中应用最广泛的动物模型之一。在该模型中， 动物 通过主动按板或鼻触行为， 获得从颈静脉进入体内的药物， 完成有效的静脉自身给药行为。 同时， 静脉自身给药实验一般历时为几周甚至几个月。因此， 静脉插管手术的成功率、 稳定 性和可利用度在动物能否长期间保持有效自身给药行为中显得更为重要。 静脉插管手术是 保证静脉自身给药完成的实验基础， 而良好和持久的静脉通路是保证动物进行长期有效给 药的重要条件。静脉自身给药实验一般历时为几周甚至几个月， 因此外静脉插管手术的成 功率、 稳定性和可利用度显得更为重要。静脉自身给药可以在多种动物上实现， 包括大鼠、 小鼠、 灵长类、 猫、 狗等， 大鼠是 进行生理学、 药理学、 药物代谢动力学研究时常用的一种实验动物。同时， 大鼠体积适中和 术后较快的恢复也使其成为静脉自身给药实验中最为常用的动物。但是， 大鼠颈静脉血管 较细， 插管难度大， 容易导致插管时间较长， 从而延长手术时间， 甚至造成大鼠失血过多或 死亡。 手术导管的不合理设计以及术后洁净程度不高， 容易导致导管堵塞， 增大动物感染风 险， 导致漏管和实验失败。 综上所述， 要保证短时间内成功完成大鼠颈静脉插管手术和较长 时间内维持有效的自身给药行为， 导管的准备和插管方法尤为重要。
颈静脉插管手术所需的基本配件是导管， 导管植入体内部分主要包括背部或头 部。其中， 背部插管手术又分为背件和无背件两种。采用背件的插管技术可以参考专利号 为 ZL200520013524.0 的中国实用新型专利 《大鼠股动脉插管体外部分的保护装置》 。但其 存在操作麻烦， 所需设备复杂， 对大鼠创伤较大等不足。 而无背件的颈静脉插管手术因为其 操作简便， 所需设备简易， 对大鼠创伤少， 而被广泛应用， 目前， 无背件的颈静脉手术所需导 管绝大多数都是进口的成品， 但是其高昂的价格和国内代理商的缺乏， 极大的限制了这类 导管在国内的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种结构简单、 操作简 便且制造成本低廉的静脉自身给药颈静脉插管。
本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种操作简便、 成本低廉的静脉自身给 药颈静脉插管的动物模型构建方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为 ： 一种静脉自身给药颈静脉插管， 其特征在于包括
垫片 ；硬性导管， 呈 L 形弯折状， 具有竖直部和水平部 ；
连接头， 设于前述竖直部的中部 ；
粘结块， 将前述的连接头和硬性导管粘结于垫片的端面上， 而前述的竖直部则垂 直垫片设置 ； 以及
软管， 一端与前述水平部密封连接， 另一端则为自由端。
进一步， 所述的软管包括第一软管及与第一软管连接的第二软管， 并且， 第一软管 的内径与竖直部的外径及第二软管的内径均相适配。
为使粘结牢固， 所述的粘结块包括平整的支撑部及凸起于支撑部中部的立柱部， 而所述的连接头的下端部则位于立柱部内， 所述的水平部则位于支撑部内。
进一步， 所述的第二软管的一端设有用于固定连接血管的硅胶球。
一种利用静脉自身给药颈静脉插管的动物模型构建方法， 其特征在于包括如下步 骤：
①麻醉大鼠， 取背卧位固定 ； 在背部对耳线后 3 ～ 4cm 处划定第一手术区域并进行 第一备皮， 在第一手术区域消毒， 铺设带孔的手术巾， 在第一手术区域切出纵向皮肤切口， 进行及时止血处理， 分离纵向皮肤切口周围皮肤及皮下组织 ；
②将静脉自身给药颈静脉插管植入皮肤， 使垫片位于皮肤下面， 使得软管的自由 端朝向大鼠头部， 用灭菌纱布覆盖创面 ；
③将大鼠翻转取仰卧位固定 ； 在大鼠右侧颈胸部辨明静脉走向， 并在颈中线偏右 侧划定第二手术区域并进行第二次备皮， 在第二手术区域消毒， 并铺设带孔手术巾 ； 在第 二手术区域作一纵切口， 切割皮下深浅筋膜， 肌肉组织在肌间隙顺纤维方向作钝性分离， 显 露并游离右颈外静脉， 在该右颈外静脉下方穿结扎线备用， 间断的用生理盐水湿润手术视 野；
④在皮肤靠近颈外静脉血管搏动处作一第一切口， 夹住软管的自由端经前述的第 一切口在皮肤下面穿行至肩背部创口， 将其牵引拉至纵切口处 ； 托住右颈外静脉， 将右颈外 静脉管壁剪一口径不大于管径一半的第二切口， 从第二切口处向近心端插入引导管， 随后 将软管向引导管的引导进口处送入， 直至软管上的硅胶球刚好至第二切口处， 拔出引导管， 将前述的硅胶球的近心端和远心端分别结扎固定静脉自身给药颈静脉插管 ；
⑤推动与竖直部的进口端连接的注射器， 判断静脉自身给药颈静脉插管是否通 畅， 若静脉自身给药颈静脉插管通畅， 进行颈部缝合 ；
⑥再次翻转大鼠， 调整软管长度与垫片位置， 再次推动注射器， 再次判断是否通 畅， 若软管通畅， 进行纵向皮肤切口缝合， 用导管帽封住竖直部的顶端 ；
⑦在纵向皮肤切口和纵切口均涂抹金霉素眼药膏和消炎粉。
进一步， 所述的引导管具有手持部及位于手持部前端呈尖状的倒钩部， 该倒钩部 的背面则为呈凹槽状的引导进口。
进一步， 所述静脉自身给药颈静脉插管的粘结块由牙托粉和牙托水粘结形成， 所 述的硬性导管为不锈钢材质， 所述的软管为硅橡胶材质。
作为优选， 所述的软管包括第一软管及与第一软管连接的第二软管， 并且， 第一软 管的内径与竖直部的外径及第二软管的内径均相适配， 所述的静脉自身给药颈静脉插管通 过以下步骤制得 ：a、 制备连接管， 将硬性导管中间弯曲以形成竖直部和水平部， 截取第一软管和第 二软管， 将第二软管的部分约与第二软管放入玻璃容器中， 注入二甲苯， 浸泡使硅胶管扩 张， 第一软管和第二软管扩张后， 吸去二甲苯， 将第二软管的扩张部分套入硬性导管的水平 部， 将扩张后的第一软管套入第二软管， 得到连接管 ；
b、 注模成型， 将连接管放置模具中， 从模具孔中灌注由牙托粉和牙托水组成的牙 托材料， 在模具孔上放置垫片并固定住， 在垫片上再涂牙托材料以防止导管与垫面分离， 自 凝后， 从模具中移出， 在距离第二软管上用医用硅橡胶粘结剂制作一硅胶球。
与现有技术相比， 本发明的优点在于 ： 静脉自身给药颈静脉插管结构简单， 生产制 造方便， 材料易得， 制造成本较低， 便于普及应用， 利于本发明的插管， 颈静脉插管成功率提 高， 手术时间缩短， 而且操作技术易掌握， 保证了实验的成功率， 符合国际上遵循的 “3R” 原 则。 附图说明
图 1 为实施例 1 中结构示意图。 图 2 为图 1 的立体剖视图。图 3 为图 1 的分解图。
图 4 为实施例 1 中导管帽装配后的示意图。
图 5 为图 4 中设置有硅胶球的缩小示意图。
图 6 为实施例 2 中引导管的结构示意图。
图 7 为实施例 2 中引导管另一视角的结构示意图。
图 8 为实施例 2 中 0.03mg/kg/injection 甲基苯丙胺静脉自身给药渐变剂量 - 效 应曲线图。
图 9 为实施例 2 中 0.05mg/kg/injection 甲基苯丙胺静脉自身给药渐变剂量 - 效 应曲线图。 具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例 1， 如图 1 至图 4 所示， 本实施例中的静脉自身给药颈静脉插管包括垫片 1、 硬性导管 4、 连接头 3、 粘结块 2 和软管， 垫片 1 为圆形塑料聚丙烯材质， 具有网孔， 硬性导管 4 呈 L 形弯折状， 具有竖直部 41 和水平部 42， 连接头 3 设于竖直部 41 的中部， 具有外螺纹， 粘结块 2 将连接头 3 和硬性导管 4 粘结于垫片 1 端面上， 竖直部 41 则垂直垫片 1 设置， 软 管包括第一软管 5 及与第一软管 5 连接的第二软管 6， 并且， 第一软管 5 的内径与竖直部 41 的外径及第二软管 6 的内径均相适配。硬性导管 4 还配备有一内螺纹的导管帽 7。
进一步， 粘结块 2 包括平整的支撑部 22 及凸起于支撑部 22 中部的立柱部 21， 连接 头 3 的下端部则位于立柱部 21 内， 水平部 42 则位于支撑部 22 内。见图 5 所示， 第二软管 6 的一端设有用于固定连接血管的硅胶球 61。
导管材料 ： ( 括号内为商品生产厂家 )
1、 硬性导管 (Plastics One)， 采用不锈钢制作 ： 22-gauge， 导管两端长度分别为 5mm 和 11mm ；2、 导管帽 (Plastics One) ： 和上述硬性导管配套使用 ；
3、 硅胶管 (2 种尺寸 )
a、 小口径硅胶管 (Dow Corning)， 即第二软管 ： 口径 0.30mm× 外径 0.64mm ；
b、 大口径硅胶管 (Dow Corning)， 即第一软管 ： 口径 0.64mm× 外径 1.19mm ；
4、 二甲苯 ( 替代品 ： Fisher， CitriSolv) ；
5、 牙托粉和牙托水， 粘结后形成粘结块 ；
6、 垫片 (Small Parts) 为圆形塑料聚丙烯材质， 具有网孔， 直径 2.5cm ；
7、 医用硅橡胶粘结剂 (Factor 2) ；
导管制作过程 ：
连接管通过以下方法制作 ：
从硬性导管 11mm 段的中间弯曲， 并用生理盐水冲洗、 检查是否通畅， 截取小口径 和大口径硅胶管， 各约 14cm 和 2.5cm ； 将小口径硅胶管一端约 1.5cm 与整段大口径的硅胶 管放入玻璃容器中， 注入二甲苯 ( 或 CitriSolv)， 浸泡约 3min， 使硅胶管扩张 ； 硅胶管经二 甲苯扩张后， 取出放在吸水纸上， 吸去二甲苯 ； 将小口径硅胶管扩张一端缓慢套入硬性导管 的水平部 ； 将扩张后的大口径硅胶管套入小口径硅胶管， 得到连接管 ； 干燥过夜 ； 用生理盐 水冲洗导管， 检验是否通畅。 注模成型通过以下步骤 ：
将连接管放置模具中， 从模具孔中快速灌注牙托材料 ( 牙托粉和牙托水 ) 用以铸 型； 在模具孔上放置垫片， 并用胶带固定， 在垫片上再涂上少量的牙托材料， 起加固作用， 防 止硬性导管与垫片分离 ； 自凝时间至少需要 45min， 过夜可达到最佳效果 ； 将硬性导管从模 具中移出 ； 在距离小口硅胶管底端 3.2cm 处， 用医用硅橡胶粘结剂制作一硅胶球， 并放置过 夜， 得到自制的静脉自身给药颈静脉插管。
实施例 2 ：
实验动物和饲养环境 ： 清洁级雄性 Sprague-Dawley 大鼠 20 只， 由浙江省实验动物 中心提供 ( 实验动物生产许可证编号 ： SCXK( 浙 )2008-0033)， 体重 250g-300g。动物分笼 饲养于昼夜节律 12/12h(8am-8pm) 通风良好的动物房。环境温度控制在 22℃ -24℃， 湿度 40％ -70％。实验过程中对动物的处置符合中华人民共和国科学技术部 2006 年颁布的 《关 于善待实验动物的指导性意见》 标准 [14]。
手术器械 (Roboz) ： 眼科剪、 组织剪、 有齿镊子、 无齿镊子、 手术刀柄、 止血钳、 4-0 无损伤缝合针、 3-0 无损伤缝合针线。见图 6 和图 7 所示， 引导管 8 具有手持部 81 及位于手 持部 81 前端呈尖状的倒钩部 82， 该倒钩部 82 的背面则为呈凹槽状的引导进口 83。本实施 例中的引导管 8 采用美国 BD 公司 406999Catheter 引导管。
手术药品 ： 氯胺酮 (2ml ： 0.1g ； 江苏恒瑞 )、 盐酸噻拉嗪 (2ml ： 0.2g ； 吉林敦化圣达 动物药品公司 )、 肝素钠 (2ml ： 12500 单位 ； 上海第一生化药业 )、 青霉素钠 (160 万单位 / 支 )、 0.9％氯化钠、 碘伏、 75％酒精。
颈静脉插管手术 ：
●手术器械 121℃， 30min 的高温高压灭菌待用 ；
●静脉自身给药颈静脉插管和引导管 (BD Catheter) 置于 75％酒精中浸泡消毒 备用 ； 手术前将其在生理盐水中浸泡 ； 硬性导管 5mm 端接上 1ml 的注射器， 内装无菌生理盐
水； ●用氯胺酮和噻拉嗪 (Ketamine 45mg·kg-1+Xylazine 8mg·kg-1， IM) 对大鼠进 行麻醉 ； 进入麻醉状态后于其眼部涂抹适量人工眼药膏， 防止动物眼球干燥皱缩及手术光 源对其产生刺激 ；
●大鼠取背卧位固定 ； 于背部对耳线后约 3-4cm 处划定一 4×5cm 的手术区域并用 剃毛刀进行备皮 ；
●常规碘伏、 酒精消毒， 并铺有孔方巾， 在手术区域沿正中线切出长约 3cm 的纵向 皮肤切口， 用电刀及时进行止血处理， 并用组织剪小心分离切口周围皮肤及皮下组织 ；
●将自制导管及垫片植入皮下， 使得第二软管端朝向动物头部 ； 用灭菌纱布覆盖 创面， 防止异物和清洗液进入创口 ；
●将动物翻转， 取仰卧位 ； 于大鼠右侧颈胸部用手指触摸颈静脉搏动， 辨明静脉走 向， 在颈中线偏右侧划定一 2×2cm 的手术区域进行备皮 ；
●对手术区域常规碘伏、 酒精消毒， 并铺有孔方巾 ； 在该处作一从外上到内下斜行 约 5mm 的纵切口， 用电刀切割皮下深浅筋膜， 肌肉组织在肌间隙顺纤维方向作钝性分离， 显 露并游离右颈外静脉， 于其下方穿过 2 根 4-0 结扎线备用 ； 分离右颈外静脉时注意不要过度 牵拉， 并间断的用生理盐水湿润手术视野 ；
●用眼科剪在皮下做一小切口， 运用止血钳经此切口在皮下穿行至肩背部创口， 夹住第二软管的末端， 将其牵引拉至颈部切口处 ；
●用无齿镊子托住右颈外静脉， 用眼科剪在镊尖间的右颈外静脉管壁剪一小切 口。切口大小不宜大于管径的一半， 以防血管折断 ； 从切口处向近心端插入引导管， 随后将 第二软管向引导管的引导进口处送入， 直至硅胶球刚好至血管切口， 拔出引导管， 在硅胶球 上下 ( 近心端与远心端 ) 分别结扎固定第二软管 ；
●推动注射器， 若无阻力则表明插管位置合适和通畅 ；
●颈部用 4-0 丝线行间断缝合 ；
●翻转动物， 调整第二软管长度与垫片位置， 再次推动注射器， 检查通畅程度 ；
●用 3-0 丝线缝合背部皮肤切口， 用导管帽封住硬性导管 ；
●在颈部和背部切口涂抹金霉素眼药膏和消炎粉 (Neo-Predef with Tetracaine Powder)。待动物复苏后送动物房喂养， 术后护理。
观察大鼠的存活情况与生理状态 ： 手术完成后的大鼠还处于麻醉状态， 体温较低， 需保温 3-5h。待大鼠清醒后给予足量的饮水和食物。观察其健康状况和生理状态。
手术恢复过程中皮肤切口愈合期可引起瘙痒， 大鼠恢复后， 常用腿挠头颈部， 可能 引起导管帽的脱落或插管脱出血管。脱落的导管帽要及时补充肝素和加上导管帽， 以免导 管阻塞。导管堵塞一般是由导管末端血栓引起的。采用生物相容性塑料、 导管表面处理、 用 堵管液、 定期冲洗插管等方法有助于防止插管堵塞。术后连续 3 天从导管先给予 0.3ml 青 霉素 (10 万单位 ) 抗感染， 后给予 0.1ml 肝素钠溶液 (50U· ml-1) 抗凝， 保证导管畅通。经 插管的大鼠进行单笼饲养。
实验动物静脉插管成功率 ： 纳入实验大鼠 20 只进行颈静脉插管， 未发生因穿刺损 伤或失血过多导致死亡。术后经 2 天时间基本能恢复到正常生理状况， 表现出皮毛光滑， 精 神好， 反应灵敏， 饮水饮食正常， 伤口 4 天完全愈合。截至目前， 我们运用该方法注药， 对插
管动物不会造成较大损伤， 并能够反复注药。每次注药时只需将大鼠固定好后， 拔开导管 帽， 插入注射器直接注药， 注药完毕后再重新把导管帽接好即可。 这种方法既减少了动物的 痛苦程度又大大提高了实验人员的工作效率。
本实施例中的制作自制的静脉自身给药颈静脉插管所需材料已在国内普遍使用， 静脉插管所用的硅胶管由医用聚乙烯所制， 已消毒灭菌， 无毒， 无热源， 有良好的组织相容 性。为避免在插管时易造成导管从静脉脱落从而延长实验时间， 利用引导管管尖的合适弧 度以及硬度， 在引导管的送口处将硅胶管顺势导入静脉， 将硅胶管留置于静脉血管。 因为大 鼠血管较细， 在使用引导管时， 注意静脉血管切口位置及插入弧度， 动作轻柔， 不能盲目试 插以免进一步损伤组织。
自制的静脉自身给药颈静脉插管配合引导管， 不仅实验动物颈静脉插管成功率提 高， 手术时间缩短， 而且操作技术易掌握， 保证了实验的成功率， 符合国际上遵循的 “3R” 原 则 (Replacement 替代， Reduction 减少， Refinement 优化 )。
成年 Sprague-Dawley 大鼠静脉插管手术后， 恢复 7 天后开始静脉自身给药实 验。甲基苯丙胺的训练剂量 0.05mg/kg/injection， 训练程序为固定频率 1(FR1)， 每天训 练时间为 3 小时。自身给药箱一侧配备两个鼻触孔， 左侧为有效鼻触孔， 右侧为无效鼻触 孔。实验动物鼻触左侧孔， 能获得一次自身给药行为。相反， 实验动物鼻触右侧孔， 不会获 得药物静脉注射。经过 0.05mg/kg/injection 甲基苯丙胺训练后， 在 7 天内 80％的动物能 够主动进行甲基苯丙胺静脉自身给药， 而左侧有效鼻触数显著高于右侧无效鼻触数。实验 动物在训练成功后， 采用 FR3 进行 3 小时自身给药维持实验， 剂量分别为 0.03 和 0.05mg/ kg/injection， 实验动物随后在渐变程序 (PR) 下， 每天六个小时进行 0.03 和 0.05mg/kg/ infusion 甲基苯丙胺静脉自身给药。约 90 ％的实验动物出现每小时自身给药次数 ( 自 身给药速度的变化至少三天内不超过 10％的浮动 ) 和断点稳定 ( 三天内的断点浮动不超 过 3)。实验动物每三天更换一次甲基苯丙胺剂量 (0、 0.01、 0.025、 0.05、 0.1、 0.2mg/kg/ injection)， 其平均值作为一个剂量的甲基苯丙胺的给药次数和断点， 获得了稳定的剂 量 - 效应曲线 ( 见图 8 和图 9)。 采用自制的静脉自身给药颈静脉插管的动物模型构建， 75％ 以上的实验动物完成了甲基苯丙胺自身给药实验， 并且未出现感染或导管堵漏的现象。