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理想情况下,可接受的麻醉方法应最大程度减少对动物的潜在疼痛和应激、保护操作人员的安全、给药简单、尽可能减少记录保存和处置要求、大批量安乐死动物的成本效益,并能够确保动物尸体适合其他用途,如用于研究或作为捕食啮齿类的动物的食物。
虽然使用100% CO2的每分钟置换率 (VDR/min) 满足多数上述要求,但为尽可能减少动物安乐死过程中所经历的潜在疼痛(VDR/min大于70%时)或应激(VDR/min小于30%时),推荐使用的VDR/min在30%-70%之间。
理想的安乐死方法的关键特征之一是(死亡的)不可逆性。当使用吸入麻醉剂时,在麻醉气体中的暴露时间对于确保达到 IV 期麻醉(呼吸停止)至关重要。由于小型啮齿类动物在实施CO2或卤化麻醉剂安乐死后,可能发生生命复苏的情况,因此通常建议在处置尸体前采用第二种安乐死方法(例如,颈椎脱臼、断头、开胸或放血)。
对从事这项工作的人来说,这些物理安乐死方法可能会给他们带来情绪上的负担。因此,在使用吸入麻醉剂进行大小鼠安乐死时,确保安乐死的不可逆性将有助于减少操作人员的同情心疲劳。
最短暴露时间
本研究评价了成年大小鼠暴露于CO2后的苏醒情况,以确定不可逆的CO2安乐死的最短暴露时间。本文编译了该文献的动物选择、结果和讨论部分(具体的试验设计细节请查阅参考文献)。
动物选择
小鼠:522只雌性或者雄性小鼠,来源于41个品系(年龄:22~274日龄,平均200日龄)
大鼠:1224只雌性或者雄性大鼠,来源于14个品系(年龄:25~519日龄,平均167日龄)
结果
对于小鼠,在100% CO2中主动暴露(active exposure)2min后,再进行3 min 的最小被动暴露(passive exposure)时间,才可以确保不可逆的安乐死(联合暴露时间总计 5 min)。在被动暴露的3-4 min时间操作范围内,无小鼠苏醒(表 1)。
表 1. 暴露于 100% CO2 2 min 后恢复的小鼠数量和百分比
对于大鼠,在100% CO2中主动暴露(active exposure)2min后,则需继续进行10.5 min 的最小被动暴露(passive exposure)时间,才可以确保不可逆的安乐死(联合暴露总计 12.5 min)。在 10.5 ~ 11.5 min 的被动暴露时间操作范围内,无大鼠苏醒(表 2)。
表 2. 暴露于 100% CO2 2 min 后恢复的大鼠数量和百分比
讨论
确保所选择的安乐死方法的不可逆性是安乐死操作的关键组成部分。当使用吸入性麻醉剂进行过量麻醉实施安乐死时,通常建议采用第二种物理安乐死方法确保动物死亡。多数情况下,因研究要需,在动物安乐死后需进行组织采集,通常可以实施二次安乐死。如果不需要组织样本采集,则无需实施第二种物理安乐死方法,以最大限度地减少操作人员的同情心疲劳。
本研究表明,在制定安乐死指导原则时,大鼠和小鼠之间存在显著差异。尽管至少 3 min 的被动暴露时间足以确保成年小鼠发生不可逆的死亡,但如果未进行物理人道处死方法,成年大鼠极有可能从该暴露持续时间中苏醒。为确保单独使用CO2安乐死的大鼠发生不可逆死亡,必须在CO2中将被动暴露时间至少延长到10.5 min。
总之,本研究表明,通过延长大鼠和小鼠的CO2暴露时间可实现不可逆死亡。
参考文献:
Debra L Hickman, Minimal Exposure Times for Irreversible Euthanasia with Carbon Dioxide in Mice and Rats, Journal of AALAS, 2022
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