在医疗器械的动物研究过程中，动物体内测试通常提供医疗器械如何与生物系统相互作用的初步评估，包括器械的生理、病理和毒理学反应，以及生物系统如何影响器械。通常进行动物研究以支持医疗器械上市前申请。

动物研究的主要目的是提供医疗器械的安全性证据，包括器械的性能和操作。在许多情况下，特定器械的性能和操作与其安全性密切相关，包括但不限于植入式器械或介入性器械。动物研究除了有安全性评估目的之外，可能还有其他次要目的，比如评价器械的有效性或证明概念验证和操作原理。

考虑到医疗器械动物研究跟其他类型的动物研究相比有一定的特殊性，我们在顺利完成动物研究的同时，还需要关注动物福利伦理。下文将从实验动物兽医角度，探讨在医疗器械的动物研究中福利伦理的一些考虑。

动物模型选择

首先，我们要确认目前没有合适的试验替代办法，我们只能通过开展动物试验来评估器械的潜在安全隐患。

我们可以参考文献或者支持类似器械申报的数据来选择合适的动物模型，从而满足试验的需求。如果没有己经建立的合适模型用于评估这类器械，我们的建议如下：

评估常用实验动物品种的解剖学和生理学特性（例如，血管造影，x线摄影，计算机断层扫描(CT)筛查)是否满足试验目标，及其异速生长和手术方法特征。

咨询有经验的实验动物兽医来决定常规实验动物品种的可用性和实用型。

和监管机构进行沟通，讨论在所有或者部分研究中使用合适的动物模型的重大挑战，以及在临床试验前收集信息以支持器械安全性的潜在替代方法。讨论内容包括任何证明动物研究不可行的可用信息，并建议替代解决方案，包括任何可用的模拟，尸体组织研究和临床信息。

动物数量和试验分组

如果没有其他数据来支持 GLP 试验设计的情况下，动物数量和试验分组应该基于探索性试验提供的可靠性数据和结果的信息来设置。研究应使用最少数量的动物，以提供预测结果和有意义的解释，这包括选择适当的实验控制方法和考虑潜在的试验混杂因素和最佳观察间隔等措施。

认识到动物研究的内在可变性，样本量应该足以帮助实现研究目标。入组动物数量不足导致数据混杂，如缺失数据、意外动物死亡或数据异常值，会使数据解释具有挑战性。

FDA 建议进行样本量计算或根据探索性研究估计动物数量。可能有助于计算样本量的考虑因素包括：

确定探索性研究、先前使用类似器械的研究或相关已发表研究的标准差;

使用足够数量的对照动物，以尽量减少实验的可变性和误差;

确定治疗组与对照组之间具有临床意义的差异;

使用统一的动物(品种、性别、年龄、体重)来减少动物之间和动物内部的变异。

日常健康监测

项目负责人应该跟兽医人员合作提前建立动物健康监测计划来管理试验不同阶段预期的不良事件。此外，动物的反应可能是无法预测的，监测计划应该能够充分的处理所有的不良事件。这种监测很重要，不仅因为人道的原因，而且因为它可以帮助区分自发事件与器械相关的事件。

我们日常每天至少要观察动物 2次，如果发现异常的行为或者临床症状应该及时汇报给兽医。对于刚刚做完手术的动物，我们需要咨询临床兽医制定术后的观察和护理计划，应该每天详细观察动物的总体情况，以及手术的恢复情况和疼痛反应。观察的内容包括但是不限于以下指标：一般外观、食欲、精神状态、呼吸频率及方式、姿势和步态、排便和排尿情况。

疼痛管理

很多动物试验会包括手术环节，需要进行麻醉和止痛。任何手术的麻醉/止痛方案可能对动物产生短暂或者轻微的疼痛和应激，项目负责人应该咨询兽医人员，制定麻醉和止痛方案，比如针对不同种属、年龄、体重、性别的动物以及不同类型手术的合适药物和剂量。这些也可能有助于预防给试验数据带来的潜在的干扰。

疼痛可以负面影响很多生理系统，包括伤口愈合、行为、代谢和身体系统功能（比如免疫、呼吸、心血管、胃肠道和泌尿道)。特定试验操作过程中或者之后导致的疼痛类型和持续时间一般是可以预测的，这将有助于兽医建议止痛计划，包括使用合适的止痛剂、支持疗法和临床干预或人道安乐死的标准。预期的疼痛种类也关系到有效疼痛管理的评估频率和方法。

手术及护理

在手术期间，进行充分的生理监测并采集相关的生理数据是良好动物试验的一个重要方面。

在整个手术过程中，应该按照一定的时间间隔监测动物的重要临床指标，比如心率、呼吸频率、血氧饱和度、呼吸末 CO2、体温和血压。根据试验需要，考虑监测额外的指标，比如影像、血气监测，以及一些特殊的临床病理指标（如血糖）。

在麻醉过程中和麻醉后，应监测动物的疼痛、 低体温/高热、低血容量和精神状态的变化。术者应与临床兽医提前建立标准的操作流程，以解决任何潜在的并发症风险，包括热和/或液体干预以及适用于器械和手术的疼痛管理方案。多种模式的疼痛管理方案通常是最有效的，这些计划应在研究开始前制定，以避免在研究过程中出现混乱。

当然，除了以上讨论的话题，实验动物的日常饲养管理也很重要，特别是术后护理的动物，试验人员和饲养管理人员跟临床兽医保持良好的沟通，并参照临床兽医的建议制订科学合理的饲养管理计划，也是确保试验顺利开展以及项目中动物福利的重要考量。

参考文献：

FDA, General Considerations for Animal Studies Intended to Evaluate Medical Devices. Guidance for Industry and Food and Drug Administration Staff. 2023.