玩具在实验动物福利中的作用和发展趋势分析 

耿祥飞¹王　鹏²　赵　欢¹　王树新³ 

(1.北京莱艾特科技发展有限公司,北京　100094)

(2.中国科学院微生物研究所,北京　100101)

(3.苏州猴皇动物实验设备科技有限公司,苏州　215143)

摘要:实验动物玩具是实验动物福利的一项重要内容,同时也是保证动物实验准确性和可重复性的重要条件。玩具作为实验动物福利的重要组成部分,可以为实验动物提供刺激和娱乐,减轻其压力和焦虑,提高其生活质量、释放天性。实验动物福利玩具是各种旨在提高实验动物福利和促进其天性行为表达的工具。因此,其种类、设计原则、效果和应用前景等内容备受关注。本文将系统介绍实验动物福利玩具的相关内容,为实验动物玩具科学地开发和使用提供参考和帮助。

关键词: 实验动物福利;玩具;可重复性

实验动物福利是指确保实验动物在饲养和科学实验中受到科学的照顾和保护,使之健康和快乐,避免它们遭受不必要的痛苦和伤害。关注实验动物福利的重要性,不仅是从业人员职业道德上的责任,也是保证科学实验结果准确性和可重复性的必要条件。玩具对实验动物的福利非常重要,因为它们可以提供一种娱乐的方式,帮助实验动物减轻压力和焦虑,提高它们生理和心理健康质量。此外,玩具还可以促进实验动物积极的探索行为,从而提高它们的认知能力和环境适应能力。 因此,在实验动物的饲养和实验管理中,提供适当的玩具是非常重要的。实验动物福利玩具是一种旨在提高实验动物福利和促进其自然行为表现的工具。它们可以提供丰富多样的环境良性刺激和运动机会,减少实验动物生活的单调性和心理压力,同时也可以增强实验结果的可靠性和有效性。 本文将介绍实验动物福利玩具的种类、设计原则、效果和应用前景等内容,旨在为提升实验动物福利的产品开发和使用提供参考和帮助^[1]。

1  实验动物福利玩具的种类　 

实验动物福利玩具是一种为实验动物提供良性刺激和娱乐的工具,旨在提高其福利水平和促进其天然行为表现。不同种类的实验动物福利玩具适用于不同种类的实验动物,下面将介绍几种常见的实验动物福利玩具[^2-3]。

1.1  球类玩具

球类玩具是最常见的实验动物福利玩具之一。 这种玩具通常是由不锈钢、尼龙和木质等不同材质制成,可以让实验动物进行追逐、咬啃、抓捕等活动, 从而增加其运动量和活跃度。 此外,球类玩具还可以减轻实验动物的紧张情绪和焦虑感,提高其心理适应能力。

1.2  迷宫类玩具

迷宫类玩具是一种能够提供实验动物探索和学习机会的玩具。 迷宫类玩具通常由Y型迷宫、T型迷宫、十字迷宫等类型,可以增加实验动物的认知能力和空间记忆能力。 此外,迷宫类玩具还可以增加实验动物的探索欲望,提高其活跃度和运动量^[4]。

1.3  挂钩类玩具

挂钩类玩具是一种能够提供实验动物攀爬和悬挂机会的玩具。这种玩具通常由绳索、悬挂球、悬挂管等组成,可以增加实验动物的运动量,锻炼其肌肉。 此外,挂钩类玩具还可以提高实验动物的心理 适应能力以及减轻其紧张情绪。

1.4  咀嚼类玩具 

咀嚼类玩具是一种能够满足实验动物咀嚼和啃咬需求的玩具。 这种玩具通常由木块、塑料块、骨头等组成,可以减轻实验动物的紧张情绪和焦虑感,提高其心理适应能力。 此外,咀嚼类玩具还可以促进实验动物的口腔健康,防止其牙齿过度生长。

1.5  躲避类玩具 

在正常饲养条件下,很难创造类似自然界的条件:比如供小鼠等动物打洞的条件。 然而却可以通过模拟洞穴来实现。 创造一个模拟洞穴,可以供小鼠躲藏,缓解紧张情绪;改善繁殖环境,有效提高繁殖率;避免个体间相互攻击,保障幼鼠成活率^[5]。 

以上是几种常见的实验动物福利玩具,不同种类的玩具适用于不同种类的实验动物。 在选择和设计实验动物福利玩具时,需要根据实验动物的特点和需要,选择合适的玩具类型和数量,确保其安全性和有效性。

2　实验动物福利玩具的效果

2. 1　心理影响

2. 1. 1　减少焦虑和抑郁:玩具可以提供实验动物一个安全、良性刺激的环境,从而减轻其压力和不安感。 实验动物在狭小的笼子中长期生活,容易导致它们出现焦虑和抑郁等行为问题。 通过提供玩具, 可以刺激实验动物的好奇心,减少其焦虑和抑郁,提 高其生活质量和福利^[3]。

2. 1. 2　提高行为多样性:玩具可以激发实验动物的好奇心和探索欲望,从而促进它们的行为多样性。 实验动物经常处于单调、重复的环境中,容易导致其行为单一、缺乏多样性。 通过提供各种类型的玩具, 可以刺激实验动物进行探索和游戏,提高其行为多样性,从而更好地适应实验环境。

2. 2　生理影响

2. 2. 1　改善运动能力和协调性:玩具可以提高实验动物的运动能力和协调性,帮助它们更好地适应实验环境。 例如,球类玩具可以促进实验动物的追逐和抓捕行为,提高其运动能力和协调性。 跑轮和智能球等玩具可以提高实验动物的协调能力和平衡能力,从而改善其运动能力和适应能力。

2. 2. 2　增强免疫系统:玩具可以通过提供刺激和增加互动,提高实验动物的免疫系统,从而改善其健康状况。 实验动物在单调、重复的环境中容易出现压力和抑郁等问题,从而导致其免疫系统受损。 通过提供各种类型的玩具,可以刺激实验动物进行探索和游戏,增加其免疫系统的活性,从而改善其健康状况。

2. 3　提高实验结果的可靠性 

在实验动物的生产、饲养、使用、管理的每一过程中,实验动物福利玩具可以改善实验动物的身体状况、心理状态和行为表现,从而提高动物实验结果的可靠性和有效性。 

3　玩具的选择和使用 

3. 1　选择合适的玩具 

选择适合实验动物的玩具需要考虑多个因素, 包括动物的种类、年龄、兴趣等。 例如,对于小型啮齿类动物,可以选择提供活动和探索的玩具,如跑轮、管道和隧道等;对于大型动物,可以选择提供刺激和娱乐的玩具,如球类、绳索和动物栖息架等。 此 外,还需要考虑玩具的安全性和耐久性,以确保它们不会对实验动物造成伤害。 

3. 2　正确使用玩具 

正确地使用玩具可以确保它们对实验动物的福利产生最大的影响。 首先,需要保证玩具的数量足够,以满足实验动物的需求。 其次,需要定期更换和更新玩具,以确保它们的新鲜度和吸引力。 另外,需要监测实验动物与玩具的互动情况,以确保玩具的 使用不会对动物实验结果产生影响。 

3. 3　玩具的清洁和消毒 

对玩具进行清洁和消毒可以确保它们的卫生和安全性。 需要定期对玩具进行清洁和消毒,以去除污垢和细菌。 清洁和消毒方法可以根据玩具的材质和用途不同而有所不同。 例如,可以使用温水和肥皂清洁塑料和木制玩具,使用消毒液或高温蒸汽消毒球类和软质玩具。 在清洁和消毒过程中,需要注意使用安全的清洁剂和消毒剂,以避免对实验动物造成伤害。

4　实验动物福利玩具的设计原则 

实验动物福利玩具的设计是为了提高实验动物的福利和促进其行为表现。 在设计实验动物福利玩 具时,需要遵循以下几个原则: 

4. 1　安全性原则 

实验动物福利玩具的设计应该考虑到实验动物的安全性。 玩具的材质应该是无毒、无害的,并且能够承受实验动物的啃咬和抓捕。 此外,玩具的大小和形状应该适合实验动物的身体尺寸和特点,避免造成意外伤害。

4. 2　耐久性原则

实验动物福利玩具的设计应该考虑到实验动物的使用频率和使用时间。 玩具应该具有足够的耐久性,能够承受实验动物的频繁使用和啃咬。 此外,玩具的清洁和消毒也应该方便快捷,避免过于繁琐而影响实验动物的使用。

4. 3　刺激性原则

实验动物福利玩具的设计应该考虑到实验动物的行为表现和心理需求。 玩具应该具有一定的刺激性和娱乐性,能够激发实验动物的探索觅食欲望和活跃度。此外,玩具的种类和数量也应该根据实验动物的特点和需要进行合理的选择和搭配。

4. 4　易清洁原则

实验动物福利玩具的设计应该考虑到实验动物的卫生和健康。 玩具应该易于清洁和消毒,避免滋生病菌和细菌,影响实验动物的健康和福利。此外,玩具的材质和结构也应该方便清洁和消毒,避免附着过多的污垢和细菌。

4. 5　个性化原则

实验动物福利玩具的设计应该考虑到实验动物的个性和偏好。 不同种类的实验动物具有不同的行为特点和心理需求,需要根据实验动物的个性和偏好进行个性化的设计和搭配。此外,玩具的使用方式和频率也应该根据实验动物的个性和偏好进行调整和改变。

以上是实验动物福利玩具的设计原则,设计者应该根据实验动物的特点和需要,遵循以上原则进行设计和选择,确保实验动物福利玩具的安全性、有效性和可持续性。

5　实验动物福利玩具的未来发展

实验动物福利玩具的未来发展将涉及新技术的应用、更加个性化的设计以及更加环保的材料^[6]。

5. 1　新技术的应用

随着科技的发展,越来越多的新技术被应用于实验动物福利玩具的设计和功能。 其中一些技术包括:

 5. 1. 1　3D 打印技术:3D 打印技术可以用来制造个性化的实验动物福利玩具。 这种技术可以根据实验动物的大小和形态进行精确制造,并且可以用不同的材料制造玩具的不同部分,以提高玩具的功能性和耐用性。 

5.1.2　传感技术:传感技术可以用来监测实验动物对玩具的反应,并记录数据以帮助研究人员更好地了解实验动物的行为和需求。这可以帮助设计更加高效并且符合实验动物需求的玩具。 

5.1.3　虚拟现实技术:虚拟现实技术可以为实验动物提供更加刺激和真实的环境,以帮助他们在实验中更好地表现自己的行为和需求。虚拟现实玩具可以模拟实验动物的自然环境,从而减少实验过程中的压力和焦虑。 

5.2　更加个性化的设计 　　

实验动物福利玩具的设计应该更加个性化,以适应不同种类和个体的实验动物的需求。这意味着需要更多的研究,了解不同动物的行为和喜好,并设计相应的玩具。 

5.2.1　针对不同物种的设计:不同物种的实验动物需要不同类型的玩具。例如,老鼠可能更喜欢可以藏匿和探索的玩具,而猴子则更喜欢可以攀爬和摆弄的玩具。 

5.2.2　针对个体的设计:不同个体的实验动物也有不同的喜好和需求。通过使用传感技术,研究人员可以更好地了解实验动物的行为和反应,从而根据不同个体的需求设计相应的玩具。 

5.3　更加环保的材料 　　

使用环保材料制造实验动物福利玩具可以减少对环境的影响,并提高玩具的耐用性。 

5.3.1　使用可再生材料:可再生材料可以减少对环境的污染,并在循环经济中得到更好的应用。例如, 可再生材料包括生物降解塑料、纸张等。这些材料可以用于制造实验动物福利玩具,以减少对环境的负面影响。 

5.3.2　使用可回收材料:可回收材料可以重复利用,减少资源的浪费,并降低对环境的负面影响。例如,汽车轮胎等废弃物料可以回收再利用制成实验动物福利玩具。 

5.3.3　使用耐用材料:使用高耐久度和高质量的材料制造实验动物福利玩具,可以使玩具更加耐用,减少更新频率,降低对环境的影响。

5.3.4　进一步研究环保材料的应用:除了上述材料,还有许多环保材料可以用于制造实验动物福利玩具。例如,生物基塑料和可降解聚合物等新型材料已经在其他领域得到了应用。进一步的研究可以帮助找到更好、更安全的材料来制造实验动物福利玩具。 

6　结论 

总的来说,实验动物福利玩具对于实验动物的福利是非常重要的,因为它们可以提高实验动物的生活质量和健康状况。新技术的应用、更加个性化的设计和更加安全及环保的材料都是未来实验动物福利玩具发展的重要方向。然而,我们仍需要更多地关注和研究实验动物的生理和心理需求,不断改进实验动物福利玩具的设计和功能。只有这样,我们才能确保实验动物得到最好的关爱和保护。我们呼吁将玩具的生产和使用纳入国家实验动物福利的标准之一,以确保实验动物得到更好的关爱和保护。 我们相信,通过更科学地实验动物福利玩具的设计和应用,我们可以让实验动物在实验过程中得到更好的照顾,保证动物实验的准确性,同时也能更好地保护动物的福利。

参 考 文 献 

[1]BRULLIARD K. Do lab animals need to play[M/OL]. National Geographic, 2017. https:/ /www. nationalgeographic. com/ animals/2017/06/animals-play-labs-toys-enrichment/ .

[2]GARNER J P. Stereotypies and other abnormal repetitive behaviors: potential impact on validity, reliability, and replicability of scientific outcomes[J]. ILAR J, 2005,46(2): 106-117. 

[3]Recognition and alleviation of pain in laboratory animals[M/ OL].  National Research Council (US) Committee on Recognition and Alleviation of Pain in Laboratory Animals. Washington (DC): National Academies Press (US).2009. 3. Behavioral and Environmental Considerations. https:/ /www. ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK24649/ . 

[4]SHERWIN C M. Voluntary wheel running: a review and novel interpretation[J]. Animal Behavior, 1998,56(1): 11-27. 

[5]郭瀚元,定明.国内外实验动物玩具的发展现状及展望[J] . 实验动物科学,2016,33(6):64-66. 

[6]VITALE A, LIVINGSTON K E. Animal welfare considerations in laboratory research: new technology applications[J]. J Am Assoc Lab Anim Sci, 2018, 57(2): 96-102.