动物颅脑给药实验的操作方法

在脑科学基础研究领域中，颅脑给药已经成为大多数动物实验的重要环节。根据实验设计，常见有三种给药方式：单次注射给药、多次反复给药和持续释放给药。前者通常采用立体定位仪配合微量注射泵给药，第二种通常采用套管给药，第三种通常通过植入式缓释泵给药。主要用于给小鼠、大鼠、猴等实验动物的目标脑区进行反复多次给药，也可结合配套光纤使用（光遗传），在给药的同时或者给药后继续对目标脑区进行光刺激。常应用于人类神经性疾病动物模型、高级脑功能、情感、认知等相关研究。

1.仪器设备与配件

脑立体定位仪、显微镜、冷光源、手术器械包、酒精棉球、干棉球、颅钻（包括钻头）、异氟烷气体麻醉系统（或注射麻醉药品）、给药系统（PE/PVC管路、转环、转环支架、栓绳

、颈静脉）、微量注射泵

 大小鼠剃毛器（非必须，可手术剪去毛）、快速灭菌器（主要用于手术器械消毒，避免引起小鼠颅内炎症）、颅骨水平校准器（非必须，主要降低实验上手操作难度）、颅钻夹持器（非必须，可手持颅钻钻孔替代）

2.试剂

碘伏、酒精、双氧水、生理盐水、牙科水泥（牙托水和牙托粉）、抗生素、异氟烷（或注射用麻醉药物）
 

3.操作步骤

1   根据脑图谱或文献确定目标脑区的三维坐标：AP 值（Anterior-Posterior，Y 轴，头部到尾部）、ML 值（Medial-Lateral，X 轴，中缝到两侧）和 DV 值（Dorsal Ventral，Z 轴，背侧到腹侧）。

美国KOFP902双臂脑立体定位仪

2   将动物麻醉，头部固定到脑立体定位仪上。调平颅骨，而后定位至目标脑区利用颅钻钻孔（同时在孔位附近钻 2-3 个小孔，用于旋入颅钉，作为牙科水泥着力点，防止牙科水泥脱落。同时这些小孔直径需要小于颅钉，这样颅钉才能旋紧，起到提供附着力效果），然后用针轻微刺破目标脑区上方孔德硬脑膜，暴露颅脑；颅钉固定位置硬脑膜无需刺破。将颅钉旋入孔内约三圈，然后将准备好的导管，通过夹持器缓慢植入颅内，再用牙科水泥将螺丝和导管包裹固定。

3   等待牙科水泥凝固后（约 15 分钟左右），移除夹持器（注意不要带动导管），并且缓慢插入导管帽，旋紧；根据实际情况判断是否需要缝合皮肤。

4   动物恢复期，约 2-3 天即可恢复。在此期间，可在皮肤周围涂抹罗红霉素软膏，防止动物发炎感染；同时注意动物状态，适时腹腔注射补充糖盐，使得动物获得足够多能量。

5   将注射内管、PE 管、锁紧螺帽、注射器提前组装好。利用注射泵吸取药物，在PE管上标注药液位置（主要用于注射药物过程中观察药物液面是否下降了）。随后取出导管帽，将注射内管缓慢插入导管，利用锁紧螺帽锁紧。

6   设置注射泵的注射量、注射速度，开始注射。注射完毕后，静止约 10 分钟，待药物被充分扩散，然后缓慢拔出注射内管，重新插入导管帽，旋紧。