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给药方式怎么选?一文带你全了解!

2025-10-27

今年5月,《Journal of Visualized Experiments》发表了一项创新研究,介绍了博来霉素经口咽给药在小鼠肺纤维化模型中的应用[1]。这种新方法通过小鼠自主吞咽将药物送达肺部,避免了传统气管内插管的侵入性操作,将并发症率降低了60%,操作时间减少了75%。


这一进展反映了当前动物实验发展的两大趋势:一方面追求更人道、更符合3R原则(替代、减少、优化)的实验方法;另一方面也注重提高实验的可重复性和标准化程度。在生物医药研究日新月异的今天,如何为实验选择正确的给药方式,已成为影响研究成果可靠性的关键因素。


今天就让我们通过这篇文章,系统了解常见的小鼠给药方式,并掌握如何选择最合适的给药途径。


小鼠给药方式面面观


决定采用何种途径的一个关键因素,在于该药物是需要作用于局部,还是需要产生全身性效应——后者又可分为肠内给药(经消化道)与肠外给药(消化道外)[2]。这两种路径在药物吸收、代谢和生物利用度上存在显著差异。


1. 肠内给药

在实验动物研究中,肠内给药是一种通过消化道将物质给予动物的常见方式,适用于药物安全性评价、药效学研究(尤其适用于模拟人用口服药物)、制备疾病模型等场景。

  • 口服给药 (p.o.)



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口服给药图示


包括将药物混入饲料或溶于饮水中让动物自由摄取,或被动给予片剂、胶囊。这种方法优点是操作简单,但缺点是剂量不能保证准确,因动物个体采食量差异,药量难以精准控制。将物质直接放入小鼠口腔时,需确保药片或胶囊被放置在口腔深处并确保小鼠吞咽,以防反流。药丸大小应与小鼠体型相称。


  • 灌胃给药 (i.g.)


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灌胃给药图示[3]


这是最常用的精准消化道内给药技术。操作时,使用专门的灌胃针或灌胃管,将药物直接灌入动物胃内。以鼠类为例,操作者左手固定动物,右手持灌胃针,将其从小鼠口角插入,沿咽后壁缓慢推入食道至预定深度(约3-4厘米),确认无误后注入药液。此法能实现精准给药,但需要一定的操作技巧,灌胃针或灌胃管操作不当可能导致食道损伤或误入气管。


  • 直肠给药 (p.r.)

这种方式在动物中较少使用,但有其特定用途,例如用于建立结肠炎动物模型。操作时,通常使用经过润滑的细软管经肛门插入直肠,注入药液。该方法的优点在于药物可通过肠黏膜吸收,绕过肝脏的首过效应,提高生物利用度。操作后常需保持小鼠头低尾高姿势一段时间,以防止药液流出。


2. 肠外给药

  • 注射给药

注射给药是实验研究中的核心技术,它通过将药物直接注入小鼠体内特定部位,以实现快速、精准的剂量控制。常见的注射方式包括腹腔注射、(尾)静脉注射、皮下注射、皮内注射和肌肉注射。


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肌肉注射(IM)、静脉注射(IV)、皮下注射(SC)和皮内注射(ID)图示[2]


  • 静脉给药 (i.v.)



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静脉注射图示


静脉给药是指将物质直接注入血液循环系统,以实现快速、精准的全身性效应,适用于需要精确控制血药浓度(如药代动力学研究)或输送有刺激性的药物(需通过血流快速稀释)的实验。相较于肠内给药,静脉给药避免了首过效应和胃肠道吸收不确定性的影响,作用更为直接迅速。


选择合适的静脉通路是成功的关键,对于小鼠,最常用的是尾静脉注射。鼠尾有三根静脉,通常选择两侧较易固定的静脉。操作前常用温水(约45-50°C)浸泡或用酒精擦拭尾部,以使血管充盈。值得注意的是,静脉给药的操作要求高,对操作者技术依赖性强,不宜用于日常重复给药(因技术难度和动物应激)。


  • 皮下注射 (s.c.)



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皮下注射图示[7]


皮下注射是指将药液注入其皮下结缔组织,经毛细血管和淋巴管缓慢吸收进入血液循环的常用给药方式。操作时,通常选择颈背部或大腿内侧皮肤松弛处,捏起皮肤,将针头以浅角度刺入皮下。需要注意的是,与静脉给药相比,皮下给药的吸收速率相对较慢


  • 皮内注射 (i.d.)


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皮内注射图示[7]


皮内注射是将药液精准注入小鼠皮肤的表皮与真皮之间的一种给药方式,该方法吸收较慢,常用于皮肤血管通透性研究、过敏实验或疫苗接种等实验目的。操作时,通常选择小鼠背部脊柱两侧的皮肤,注射后会形成一个白色的小皮丘,这是判断注射成功的重要标志。


  • 肌肉注射 (i.m.)


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肌肉注射图示


肌肉注射是将药物直接注入动物大腿外侧或后肢肌肉群,主要用于注射不溶于水而混悬于油或其他溶剂中的药物。由于小鼠等小动物肌肉体积小,此方式应用相对较少。若需使用,常选择股四头肌(大腿前部)。操作关键在于准确定位,避免损伤坐骨神经等重要结构 。注射前务必回抽针栓,确认无回血后才能注入药液,以防误入血管。


  • 腹腔注射 (i.p.)


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腹腔注射[8]


腹腔注射是一种在小鼠、大鼠等啮齿类动物中应用广泛的重要的肠外给药方式。它通过将药物直接注入腹膜腔,利用其广大的吸收面积进行药物递送。它的操作相对简便,可允许注射较大剂量液体(尤其适用于静脉注射困难的小动物),能快速补液且不易增加心脏负荷,因此成为小鼠最常用的给药途径之一。


操作时,通常使小鼠头部略向下倾斜,让腹腔器官移向膈肌,选择腹中线右下象限(以避免刺伤盲肠)进针。尽管腹腔注射技术相对简单,但仍需严格的无菌操作以防止感染。


其他给药途径

  • 皮肤给药


皮肤给药的效果高度依赖于药物本身的理化性质(如脂溶性、分子大小)以及小鼠皮肤的状态。为提高药物的透皮吸收,可能会使用透皮吸收促进剂或采用脂质体等新型载体 。对于局部皮肤疾病,应根据皮损特点(如急性、亚急性或慢性)选择不同的剂型,例如溶液、软膏、乳膏或糊剂等 。


除上述给药途径外,常用的其他动物给药途径还有硬膜外注射、椎管内内注射、脑内注射、鼻腔和舌下给药等。


实操中该如何选择给药方式呢?


下面这个表格汇总了常见给药方式的关键特性,方便大家保存查看,后面我们会展开说明选择时需要考虑的几个方面。


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*根据相关文献及药康生物动物福利规定制定


  • 考虑因素1:实验目的

选择小鼠给药途径时,首要的考量因素是研究的实验目的。不同性质的实验对药物体内过程的要求各异,直接决定了给药方式的合理性。

  • 药效学实验:通常要求给药途径与药物临床拟用途径相一致。例如,研究口服降糖药时,灌胃是首选方法;而在考察急救药物时,由于其需要快速起效,静脉注射或腹腔注射等吸收速率较快的途径更为合适。

  • 药代动力学实验:给药途径的选择主要取决于研究所关注的生物利用度类型。若需评估药物的口服生物利用度,应选择灌胃给药;若旨在研究腹腔给药的生物利用度,则需采用腹腔注射途径。

  • 毒性实验:尤其在急性毒性实验中,不同给药途径因吸收速率体内暴露量的差异,可能导致毒性反应显著不同。因此,给药途径应尽可能与临床用药途径保持一致,以保证毒性评价的临床相关性。


  • 考虑因素2:药物性质

  • 药物本身的理化特性可能限制给药途径的选择。

  • 溶解性:水难溶性药物通常不适合静脉注射(需特殊处理成溶液或极细颗粒体系),但可能配成混悬液口服或腹腔注射。脑内或皮下注射因体积小,要求药物在较高浓度下也能溶解。

  • 稳定性:在胃肠道酸性环境或消化酶作用下不稳定的药物(如某些多肽、蛋白质),应避免口服给药。

  • 毒性:如果药物已知有肠毒性,则应避免口服给药,选择静脉注射等途径。


  • 考虑因素3:实操条件

实验室条件和操作可行性也是重要考量。

  • 操作难度与技术门槛:静脉注射(特别是小鼠尾静脉)技术要求高,长期频繁操作困难;腹腔注射相对简便;脑内注射则需要立体定位仪等专业设备。

  • 研发成本与资源:在药物筛选初期,若资源有限,可能倾向于选择更容易实现的给药方式,例如用操作更简便的腹腔注射暂代难度高的静脉注射进行初步评估。

  • 动物福利与伦理(3R原则):在满足科学目标的前提下,应选择痛苦更小、应激更轻的方法。例如,能采用温和的吸入麻醉或精准的给药技术时,就应避免造成动物过度痛苦的操作。


结语


选择小鼠给药方式需要综合判断,没有一种方式是万能的。选择正确的给药方式,不仅是技术问题,更是对科学严谨性和动物福利的尊重。愿你能通过本文对各种给药方式有更清楚的了解,通过实验收获更可靠、更有价值的数据!


参考资料

[1] J Vis Exp. 2025 May 9;(219). doi: 10.3791/67953.

[2] J Am Assoc Lab Anim Sci. 2011 Sep;50(5):600-13.

[3] https://mp.weixin.qq.com/s/bwcS-gGDKa6m3opvjj1GUQ

[4] https://www.brlmed.com/knowinfo/21.html

[5] https://mp.weixin.qq.com/s/DCWpBclgSVuqXVTHerh48w

[6] https://ichor.bio/resources/beginners-guide-of-how-to-inject-mice?srsltid=AfmBOorePkRRT8Q6y9pXf32bEETJkraTTIfWUUS0zqAJAgASN7228ZPW

[7] https://encapsula.com/products/macrophage-depletion-reagents-clodrosome/standard-reagents/standard-reagents-standard-reagents/clodrosome/

[8] https://www.uomus.edu.iq/img/lectures21/MUCLecture_2024_11111412.pdf

[9] https://iacuc.ucsf.edu/sites/g/files/tkssra16261/files/wysiwyg/GUIDELINE%20-%20Routes%20and%20Volumes%20of%20Administration%20in%20Mice.pdf#:~:text=Considerations%3A%20The%20volume%20depends%20on%20the%20administration%20route,the%20substance%20solubility%20and%20the%20route%20of%20delivery.