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如何合理地設計動物實驗

嘉峪檢測網        2025-08-12 09:09

動物實驗作為臨床前研究的核心內容,其中實驗動物是藥物臨床前研究的最重要的實驗材料和對象,科學合理應用實驗動物是關系到臨床前研究的關鍵環節。

在開展臨床前整體動物實驗時,如何合理地設計動物實驗從而科學有效地闡釋實驗結果是至關重要的。

 

臨床前動物實驗設計

 

一、動物的選擇

在剛開始設計動物實驗時,可能很多人都會有這樣的疑問:在進行臨床前的研究過程中我們究竟該如何選擇實驗動物的種屬呢?

根據實驗目的和要求來選擇,實驗動物選擇一般需要滿足以下原則:

1.相似性原則:研究對象各方面(功能、代謝、結構等)與人類相似的動物。(使用系統發育水平最低的動物,符合3R原則中的替代原則)

2.特異性原則:解剖、生理特點符合實驗目的要求的實驗動物。

3.標準化原則:遺傳背景清楚,模型性狀顯著且穩定。

4.經濟易獲性原則:易獲得、價格便宜、易飼養。

5.適宜規格原則:選用與實驗要求相適應的實驗動物規格。

(1)年齡:一般選擇成熟后青壯年動物。

(2)體重:在正常營養狀態和飼養條件下,體重與年齡有一定相關性。

(3)性別:同品種不同性別動物對外界刺激反應一般不一致。

注:實驗動物應由取得實驗動物許可證的單位提供,并提供動物的種屬、品系、來源、年齡、性別、體重、飼養環境和條件、動物飲食、動物健康狀況(包括意外死亡)等信息。

 

二、實驗分組

實驗設計應進行合理分組,注意設置全面的對照組。

在實驗中設立對照組動物,是為了與實驗組動物有一個直接對應的關系,以消除過多變量和未知變量對實驗結果產生的影響。動物實驗中的對照實驗一般可分為空白對照、陽性對照和陰性對照。

如何合理地設計動物實驗

 

動物分組時必須將動物隨機分配到實驗各組,以確保研究的變量在各組中不會導致偏差數據。

 

三、動物數量的確定

樣本含量是指動物實驗所需要的動物數量。樣本含量過小,抽樣誤差大,推論總體的精密度和準確度都比較差,不能發現實際存在的差別;樣本含量過大,首先不符合動物福利,同時也浪費人力、物力、財力和時間。

針對不同的研究目的,樣本含量有不同的確定方式,有的實驗是得到足夠的組織標本進行分析、有的實驗是利用少量動物進行預實驗或初步探索性實驗、有的是進行一個假設的驗證的正規實驗。

需注意以下兩點:

(1)由于考慮實驗中動物死亡、剔除等因素,實驗中各組實際使用的動物數量應比理論上計算的樣本量適當增加。

(2)不均衡設計的應用。在一個研究中,并不要求各組都有相同數量的實驗單位。實際上,我們通??梢栽O計一組的實驗單位多于其他組。最常見的不均衡設計是高劑量組動物較多,以彌補研究中動物死亡造成的數據丟失,或低劑量組動物數較多,以提高閾值水平效應檢測的靈敏性或確定無效應的可信性。

 

四、實驗數據的獲取

除了一些傳統常規的取材后檢測(組織學、組織形態學指標、病理生理生化指標等),隨著小動物成像技術的發展,活體成像這種非侵襲性成像在研究中發揮著越來越重要的作用。

 

五、數據的統計和分析

幾乎所有的實驗的結果,包括有非常明顯的實驗效果的實驗結果,都需要用適當的統計分析方法進行評價。

數據的分析應主要圍繞研究的目的進行,對實驗的假設進行驗證。同時,數據分析的主要目標是提取數據中所有能被解釋的有用信息,考慮生物的變異和實驗所產生的誤差對研究結果的影響,尤其是防止抽樣誤差對于實驗(治療)效果的錯誤判斷的重要工具。

生物統計學處理數據的方法很多,最常用的統計學方法有:各組間計量資料的比較用方差分析法(F檢驗,one-way anova單因素方差分析),各組間計數資料的比較用卡方檢驗,通過概率計算得出各組間差異是否具有顯著性意義。

一般認為兩組數據之間差異概率P≤0.05具有顯著性意義,P≤0.01具有極顯著性意義,表明兩組數據之間的差異不是抽樣誤差,而是處理因素作用所致。

現在一般實驗數據的統計學處理有專用軟件,如SPSS、SAS、SYSTAT、GraphPad Prism、R語言等。

 

實驗報告內容

 

一、實驗目的

根據產品的設計特征和預期適用范圍,申請人確定實驗目的。對于多孔結構產品,需要證明多孔結構能夠與周圍骨組織形成骨整合。對于可降解產品,需要證明材料的降解速率與新骨形成的速率基本匹配。

三、植入樣品

提供實驗樣品和對照樣品在理化表征、加工過程、滅菌方法等方面的比較信息。

三、實驗動物

實驗動物應由持有實驗動物許可證的機構提供,并提供動物的種類、品系、來源、年齡、性別、體重、飼養環境和條件、飲食情況以及動物健康狀況(包括意外死亡)等信息。在綜合考慮觀察時間點、各時間點的觀察指標以及各觀察指標所需的樣本量后,計算所需的實驗動物數量。

 

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來源:Internet

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