医疗器械动物实验评价原理与相关法规

　　自2016年3月23日发布的《医疗器械临床试验质量管理规范》中规定：医疗器械临床试验前，申办方应当完成试验用医疗器械的临床前研究，其中包括动物实验等内容。一般来说，用于植入人体的第三类医疗器械，应当具有该产品的动物实验报告。其他需要由动物实验确认产品对人体临床试验安全性的产品，也应当提交动物实验报告。

一 、动物实验思维原理

　　动物实验，是指在实验室内，为了获得有关生物学、医学等方面的新知识或解决具体问题而使用动物进行的科学研究。动物实验必须由经过培训的、具备专业技术能力的人员进行或在其指导下进行。动物实验是根据实验目的，恰当地选用标准的并符合试验要求的实验动物，在设计的条件下，进行各种动物实验，观察、记录动物的反应过程与反应结果，以认识受试物作用的特点和规律，为评价受试物可能产生的临床作用提供科学依据。动物实验可用如下公式表示：

　　实验动物的总反应=(动物种间的共同反应+动物品种、品系特有的反应+动物的个体反应)*环境因素(包括实验处理)引起的反应+实验误差。要想获得正确可靠的动物实验结果，就必须了解影响动物实验结果的各种因素，排除各种影像实验结果的干扰因素，对动物实验质量和动物实验各环节实行控制。

二、动物实验中常用实验动物的选择

　　实验动物的选择是动物实验中首先要考虑的问题。因为实验动物选择恰当与否的关系到试验质量的高低、经费开支的多少、研究途径正确与否以及实验方法的简单与繁琐问题，甚至会影响到试验的成败及研究结果的正确性。

　　(一) 选择实验动物的原则

　　1、相似性原则

　　选择与人体结构、机能、代谢及疾病特征相似的动物，利用其某些与人类相近似特性，通过动物实验对人类疾病发生和发展规律进行推断和探索。一般来说，动物进化程度越高，其功能、代谢、结构越复杂，反应就越接近人类，而有些动物进化程度不一定很高，但是某些组织器官的结构却与人类相似。

　　2、差异性原则

　　各种动物之间存在基因型、组织型、代谢型、易感性等方面的差别也是实验可比性内容，这种差异有时可作为研究所需的一种指标或特殊条件。尽量选用不同种系存在的某些特殊反应或刺激敏感的动物。

　　3、匹配性原则

　　选择动物类别或级别时，应根据实验目的要求，综合评价所选用的动物质量是否与实验设计、技术条件、试验方法相适应，应避免应用高精尖仪器、试剂和低标准、低反应性能动物相匹配;或用低性能测试手段与高标准、高反应性动物相匹配的结合。

　　4、易获性原则

　　在不影响实验结果正确可靠的前提下，尽量选用易获得、易饲养、易繁殖的比较经济实用的实验动物进行实验研究。

　　(二)实验动物选择时应注意的问题

　　1、年龄、体重

　　不同品种和品系的实验动物其寿命各不相同，有的以日，有的以月，有的以年计算。如果对狗和小鼠均观察一年，所反应的发育过程是不同的，即使同样是狗，不同的年龄阶段所得的实验数据也不相同。所以选用实验动物时，应注意到实验动物之间、实验动物与人之间的年龄对应，以便于进行分析和比较。同一实验中，动物体重尽可能一致，若相差悬殊，则易增加动物反应的个体差异，影响实验结果的正确性。

　　2、性别

　　性别不同对实验的敏感度不同。一般来说，实验若对动物性别无特殊要求，则宜选用雌雄各半。

　　3、生理状态

　　动物如果怀孕、哺乳等对实验结果影响很大，因此实验不宜采用特殊生理状态下的动物进行。如在实验过程中发现动物怀孕，则体重及某些生理生化指标均可受到严重影响，此时应将怀孕动物剔除。

　　4、健康状况

　　动物的健康状况对实验的结果正确与否有直接的影响。健康动物从外观看，体型丰满、发育正常、被毛浓密有光泽紧贴身体、眼睛明亮活泼、行动迅速、反应灵敏、食欲良好。

　　(三)常用实验动物

　　1、小鼠：小鼠是当今世界上研究详尽、应用广泛的实验动物。

　　2、大鼠：由于大鼠体型较小，遗传学和寿龄较为一致，对实验条件的反应也较为近似，常被誉为精密的生物工具。

　　3、豚鼠

　　4、地鼠

　　5、兔

　　6、犬

　　7、猫

　　8、猪

　　9、非人灵长类动物 非人灵长类动物在组织结构、生理和代谢功能等方面同人类相似，是很重要的实验动物。

三、动物实验材料准备与实验室操作规范

　　(一) 动物实验材料准备

　　动物实验材料的准备应根据实验目的、实验规模(实验动物数目)、动物实验周期等来确定。应依据计划所用的动物等级来选择相应的标准动物实验室。

　　(二)动物实验主要操作规程

　　操作规程是动物实验管理规范化建设的重要内容。标准化操作规程通常是指以书面文件形式制定的具有可操作性、实用性的常用实验操作规程。规程的编写应尽量全面，尽量涵盖所有重要程序或操作步骤。所用语言应简洁明了、准确、不繁琐、不重复、不产生歧义。

　　1、工作人员进出设施的操作规程;

　　2、实验动物进出设施的操作规程;

　　3、饲料、笼具、饮水及其他物品进出设施的操作规程。

　　4、动物实验申请、动物申购、动物验收的操作规程;

　　5、饲料申购、饲料验收保管和领取及其他物品申购和验收的操作规程;

　　6、实验动物采购、运输的操作规程;

　　7、实验动物检疫、观察、分组和个体标记的操作规程;

　　8、各种实验动物饲养管理的操作规程;

　　9、动物实验操作的操作规程;

　　10、动物异常死亡、患病时处置的操作规程;

　　11、高压灭菌器、传递窗、药液渡槽、风淋器使用的操作规程;

　　12、各种动物实验仪器设备使用操作规程;

　　13、动物实验室的卫生、清洁、消毒的操作规程;

　　14、动物笼盒、盒盖、饲料盒、饮水瓶、笼架、其他用品的清洗和消毒操作规程;

　　15、工作服、工作鞋洗涤、消毒、交换的操作规程;

　　16、废弃物和动物尸体处理的操作规程;

　　17、实验动物环境指标检测的操作规程。

四、动物实验基本技术方法

　　动物实验的基本技术方法是多种多样的，在生物医学领域内都有其不同的应用，其中一些基本方法都是共同性的，如动物的选择、抓取、固定、麻醉、脱毛、给药、采血、采尿、急救、处死、尸检等，不管是从事何种课题的医学研究都要用这套技术方法，因此，动物实验基本技术方法，已经成为医学科技工作者必须掌握的一项基本功。

五、动物实验设计及数据处理分析

　　(一)动物实验设计的基本原则

　　由于动物实验的对象是特定的生物体，其个体之间存在着一定的差异性，为了保证实验结果的准确、可靠，必须对实验进行设计，以便控制可能影响实验结果的各种条件。进行实验设计必须遵循的基本原则是随机、对照和重复。

　　1、随机原则

　　随机是减少实验材料差异的基本的方法，通过随机的方法，将客观存在的各种差异对实验结果的影响降低到小。在生物实验中，虽然可以通过不同的质控方法控制实验条件，但仍然不可避免由于各种差异造成的影响，特别是在动物实验中，动物间的个体差异是无法排除的客观存在，对这种差异就可以通过随机的方法，分配到各实验组中。使这种差异不至于影响到实验结果。

　　2、对照原则

　　在实验研究中，为准确表现出特定因素产生的影响，必须设立对照。比较研究是科学实验不可少的条件，没有比较就难以鉴别，也就缺乏科学性，所以实验设计必须设立对照组。

　　3、重复原则

　　重复是保证实验结果可靠性的重要措施之一。重复具有两方面含义，即重现性和重复数。

　　(1)重现性

　　是指在同样的条件下，可以得到同样的实验结果。只有能够重现的实验结果才是科学可靠的实验结果;不能重现的结果可能是偶然现象，偶然获得的结果，是没有科学价值的。实验中偶然结果的可见于两种情况：一是由于某些非常规的因素引起的假象，是错误的结果;二是由于尚未认识的影响因素导致的客观表现，但由于对影响因素缺乏足够的认识，暂时不能获得重复的结果。对于前者，要及时排除，减少假象干扰，而对于后者，如果获得的结果具有重要价值，而且符合逻辑，则应该认真研究影响因素，以求实现结果的重现。无论何种情况，不可重现的结果都是没有价值的结果。

　　(2)重复数

　　是指实验要有足够的次数或例数。如进行动物实验，在每一次实验中需要使用一定数量的动物，对于其他实验，也应该有一定次数的重复。在实验中要求一定的重复数具有两方面的意义：一方面是消除个体差异和实验误差，提高实验结果的可靠性。在适当的范围内重复越多，获得的结果就越可靠。另一方面是对实验结果的重现性验证。因此，在实验中设置一定的重复数，是动物实验的基本要求。

　　(二)常用的实验设计方法

　　(1)单组比较设计 是以动物自身作对照，即在同一个体上观察给受试物前后某种观测指标的变化。

　　(2)配对比较设计 是实验前将动物按照性别、体重或其他有关因素加以配对，以基本相同的两个动物为一对，配对若干对，然后将一对动物随机分配于两组中。两组的动物数、体重、性别等情况基本相同，取得均衡。减少误差及实验动物的个体差异。

　　(3)随机区组设计 是配对设计的扩大，将全部动物按照体重、性别及其他条件等分为若干组，每组中动物数目与拟划分的组数相等，体质条件相似，再将每个区组中的每一只动物进行编号，利用随机数字法将其分到各组中。

　　(4)完全随机设计 通常用随机数法进行完全随机化分组。

　　(5)拉丁方设计

　　(6)正交设计

　　(7)序贯设计

　　(8)优选法设计

　　(三)动物实验数据的处理与分析

　　(1)实验数据的记录和贮存：在动物实验中获取的原始资料或各种数据都要做到记录清晰、准确、规范，对于记录到的数据应注意保存，做好备份。

　　(2)实验数据的检查和分组：实验获得的原始数据应及时检查数据本身是否有错误、取样是否有差错和不合理的订正。根据所得数据中所含变数较多少确定是否分组，当变数不多时(30个以下小样本)不必分组，直接统计分析。当变数较多时，需要分组进行统计分析。

　　(3)实验数据的统计分析：对获得的动物实验数据资料经整理和初步统计描述后，必须采取相应的统计分析方法进行比较，即进行检验。