在腦科學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，顱腦給藥技術(shù)的精確性和可靠性對于實驗結(jié)果的準確性至關(guān)重要。以下是三種常見的顱腦給藥方式及其特點：

1. 單次注射給藥，使用立體定位儀確定目標腦區(qū)，然后通過微量注射泵將藥物精確地注射到指定位置。

優(yōu)點：操作簡單，定位準確，可以精確控制給藥劑量和速度。

缺點：無法模擬藥物在體內(nèi)的長期作用。

2. 多次反復(fù)給藥，在實驗動物的顱骨上安裝套管，通過套管反復(fù)給予藥物。套管可以長期保留，便于多次給藥。

優(yōu)點：可以模擬藥物在體內(nèi)的長期作用，減少手術(shù)次數(shù)，降低動物應(yīng)激。

缺點：需要定期更換或補充藥物，操作相對復(fù)雜。

3. 持續(xù)釋放給藥，通過手術(shù)將植入式緩釋泵植入動物體內(nèi)，泵內(nèi)裝有藥物，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)藥物釋放速度和持續(xù)時間。

優(yōu)點：可以長時間維持穩(wěn)定的藥物濃度，減少手術(shù)次數(shù)，減少動物應(yīng)激。

缺點：手術(shù)操作較為復(fù)雜，成本較高，且植入式泵的維護和更換需要專業(yè)設(shè)備和技術(shù)。

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(fù)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. 實驗準備

1.1 設(shè)備與配件

準備好以下設(shè)備和配件：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（含鉆頭）、異氟烷氣體麻醉系統(tǒng)（或注射麻醉藥品）、套管給藥系統(tǒng)（包括導(dǎo)管、注射內(nèi)管、導(dǎo)管帽、PE管、小螺釘）以及微量給藥系統(tǒng)（包括微量注射泵、微量注射器）。

1.2 試劑

準備碘伏、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）等試劑。

2. 實驗操作

2.1 確定目標腦區(qū)

依據(jù)腦圖譜或相關(guān)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（DorsalVentral，Z軸，背側(cè)到腹側(cè)）。

2.2 動物麻醉與固定

將動物進行麻醉，并將其頭部固定在腦立體定位儀上。小鼠需要使用黑色適配器，而大鼠則可直接固定。

2.3 鉆孔與植入套管

調(diào)平顱骨，然后在目標腦區(qū)附近鉆孔，（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）。用針輕輕刺破目標腦區(qū)上方的硬腦膜，暴露腦組織（顱釘固定位置硬腦膜無需刺破）。

2.4 固定與恢復(fù)

將顱釘旋入孔內(nèi)約三圈，使用夾持器將準備好的導(dǎo)管緩慢植入顱內(nèi)，并用牙科水泥將螺絲和導(dǎo)管包裹固定。

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(dǎo)管），插入導(dǎo)管帽并旋緊。根據(jù)需要決定是否縫合皮膚。在動物恢復(fù)期間（約2-3天即可恢復(fù)），涂抹羅紅霉素軟膏以防止感染，并適時補充糖鹽以維持動物能量。

2.5 給藥

預(yù)先組裝好注射內(nèi)管、PE管、鎖緊螺帽和注射器。使用注射泵吸取藥物，并在PE管上標記藥液位置（主要用于注射藥物過程中觀察藥物液面是否下降了）。取出導(dǎo)管帽，將注射內(nèi)管緩慢插入導(dǎo)管，并用鎖緊螺帽固定。

設(shè)置注射泵的注射量和速度，開始注射。注射完畢后，等待10分鐘讓藥物充分擴散，然后緩慢拔出注射內(nèi)管，重新插入導(dǎo)管帽并旋緊。

3. 注意事項

非金屬導(dǎo)管帽、導(dǎo)管、注射內(nèi)管、導(dǎo)管帽芯、鎖緊螺帽和PE管等非金屬部件建議采用高壓蒸汽、紫外、環(huán)氧乙烷等方式進行消毒滅菌。

在使用PE管前，可以適當撐大其一端或用酒精浸泡，以便于插入注射內(nèi)管。確保PE管套在注射內(nèi)管的外層，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），以防止脫落或松動，導(dǎo)致漏液。

由于PE管和注射內(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(dǎo)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(dǎo)管，注射藥物。）

4.套管選擇

（1）微量給藥單套管

訂貨時，務(wù)必提前確認以下4個參數(shù)：

1）D1-導(dǎo)管的外徑，有22G(兔子、猴)、23G(大鼠)、24(大小鼠)、26G(小鼠)和27G(幼小鼠)五種規(guī)格供選擇。

2）L1-導(dǎo)管塑料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）L3-注射內(nèi)管插入導(dǎo)管后突出部分的長度（單位：mm），一般選擇0.5或者1.0mm。

4）L4-導(dǎo)管帽插入導(dǎo)管后突出部分的長度（單位：mm），一般選擇0、0.5或者1.0mm。

（2）微量給藥雙套管

訂貨時，務(wù)必提前確認以下5個參數(shù)：

1）D1-導(dǎo)管的外徑，有23G(大鼠)、24G(大小鼠)、26G(小鼠)和27G(幼小鼠)四種規(guī)格供選擇。

2）L1-導(dǎo)管塑料基座下金屬管的長度，即動物顱骨表面至目標腦區(qū)的垂直距離（單位：mm）。

3）L3-注射內(nèi)管插入導(dǎo)管后突出部分的長度（單位：mm），一般選擇0.5或者1.0mm。

4）L4<-導(dǎo)管帽插入導(dǎo)管后突出部分的長度（單位：mm），一般選擇0.5或者1.0mm。

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

5.訂貨信息

微量給藥單套管

微量給藥雙套管