ภาพรวมการเลยงและใชสตวเพองานทางวทยาศาสตร

สถาบนพฒนาการด าเนนการตอสตวเพองานทางวทยาศาสตร (สพสว.) ส านกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต (วช.)

โดย ดร.ประดน จาตกวนชหนวยงานทสงกด สถาบนพฒนาการด าเนนการตอสตวเพองานทางวทยาศาสตร (สพสว.)

ส านกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต (วช.)

B.C.

- ARISTOTLE 384-322 Anatomical differences among animals (Dissection)

A.D.

- GALEN (129-199) First to use live animal(Pigs) without anesthetic“Vivisection”

- HARVEY (1578-1659) Heart & blood circulation in animals

- BOYLE (1627-1691) Used mice in experiments

- HOOKW (1635-1703)

- LOWER (1665) Blood transfusion using dogs.

1800

FRANCOIS MAGENDIE CLAUDE BERNARDLOUIS PASTEUR

Exp. PhysicExp. MedMicro & Immune

1850

HELMHOLTZ Phy & Chem ass with Nerve impulse

VIMCHOW Cellular pathology Diseases process

PASTEUR Anthrax and Rabies immunization

KOCH Germ Theory of Disease

1878 LISTER First Antiseptic Surgery

1884 METCHNIKOFF Antibacterial of white blood cells

1909 Ehrlich Chemical treatment of syphilis

• 1910 Laboratory Tissue culture

• 1912 Nutrition Deficiencies, The Wording VITAMIN

• 1920 BANTING, BEST Isolate Insulin

รางวลโนเบล1901-2008

ENVIRONMENTAL

CONTROL

Temperature

Climate Humidity Diet

Air velocity Water Nutrition

ANIMAL CONTROL Carcinogens

Noise Species Age

Physicochem Light Strain Litter size Infections Microorganisms

Odor Sex Body weight Normal flora

Cage Physiol. & Pathol. Status

Habita Bedding Animal caretakers

Animal room Researchers Humans

Results

Experimental set up&

Techniques used

(Animal Care)

2

1

3

factor watch for

genetic quality • strain/ stock • breeding system•quality breeder/ supplier

biological • sex• age• body weight

health status • quality breeder/ supplier• constant level of quality• hygienic barrier in maintenance

nutrition • quality supplier• constant composition (lot-nr.)• quality drinking water

Factors which could influence the results of animal experiments

factor watch for

maintenance- cage

• type (dimensions)• bedding• number of animals per cage

- animal room • ventilation• temperature• relative humidity• lighting• noise• other animals

transportation • means of transportation• transport-cage

animal care • food supply• qualification of animal caretaker

experimental techniques

• qualification of animal techniques• standardization of techniques• time of intervention

ICLARECOMMENDTIONS FOR

THE SPECIFICATION OF THE ANIMALS, THE HUSBANDRY,

AND THE TECHNIQUES USED IN ANIMAL EXPERIMENTATION

Spiegel A, Erichsen S, Heinecke H, Looshi R 1978

15

1 Animals

• Identification and geneticsOrigin or supplierSpecies: breed or race, strain (inbred), stock (outbred) or hybrid, mutations or hereditary conditions or transgenic

• Physiological stateAge, sex, weight

•Microbiological status

- Conventional (microbiological status not specified)

- or Specified pathogen-free (pathogens or groups of pathogens from which the animals are free must be specified)

- or Gnotobiotic (germ-free or associated with pure cultures; all micro-organisms present must be specified)

• Method of delivery/transport

• Quarantine or acclimatization period

2 Housing and care

building room size, conventional or barrier, isolator type.• Physical conditions:

temperature °C ±, humidity % ±air changes per hourlight: artificial or natural, controlled cycles or naturalcages: model, or dimension and materialbedding: type, quality, changing schedule, sterilization

• control measures: handling routines, filter cage tops, ventilated cage racks, barrier system, isolator type, specification of pathogens proved absent,

gnotobiotic status

3 Diet and feeding

diet: commercial source, composition,

sterilization procedure

feeding schedule: ad libitum,quantity/ animal

(or kg body weight)/ day

water: chemical or physical sterilization,

Reverse Osmosis (RO),

watering regime: automatic, bottles, with changing schedule

4 Experimental set up• transportation, adaptation time

• method of grouping: chance, random procedure, selection, number of animals per cage, sex distribution

• pretreatment or/and prophylactic/therapeutic treatment during the experiment:

conditioning, vaccination, premedication, surgical preparation

• experimental treatment: dose rate, route and place of administration, size of transplant, number of cells, treatment time, schedule of repetitions, handling time, circadian rhythm, cleaning schedule, season, sound level, source of sounds

• controls: regular: administration of solvent or vehicle, operation

negative: untreated, or treated with known non-agent

positive: treatment with standard agent recording schedule

สตวทถกน ามาใชเพองานทางวทยาศาสตร

แยกไดเปน 3 ประเภท สตวจากธรรมชาต สตวเลยง สตวทดลอง

สตวจากธรรมชาต (Animal from Native Wildlife)

• สตวทอาศยอยตามธรรมชาต• เจรญเตบโต สบสายพนธ และเพาะขยายพนธตามธรรมชาต• พนธกรรม (?)• สขภาพ (?)

สตวเลยง (Domestic Animal)

• สตวถกเลยงให เจรญเตบโต สบสายพนธและเพาะขยายพนธดวยวธการทแตกตางกนไปตามวตถประสงคและเปาหมายของเจาของ• เปนสตวทมเจาของ ถกเลยงไวเพอวตถประสงคอนทไมใชงานทางวทยาศาสตร• พนธกรรม (?) ขนอยกบวธการสบสายพนธและเพาะขยายพนธของเจาของ• สขภาพ (?) ขนอยกบวธการเลยงทเจาของน ามาใช

สตวทดลอง (laboratory animal)

• สตวถกเลยงใหเจรญเตบโต สบสายพนธและเพาะขยายพนธ ในพนททจ ากด (เชน กรงหรอคอก) ดวยวธการทสามารถก าหนดคณสมบตทางพนธกรรมและสขภาพสตวได• พนธกรรมสตวคงท และ /หรอไดตามความตองการ ชนด/สายพนธ/อาย/น าหนก และจ านวน• สตวไดมาตรฐานสขภาพ• แหลงทมาของสตวสามารถก าหนดได

การเลอกสตวเพอใชในงานทางวทยาศาสตร

- Diphtheria vaccine- Typhoid Fever vaccine- Aging & Alzheimer research- Cancer & Nutrition- Muscular dystrophy- Kidney disease research- Bone research- Skin transplantation- Penicillin as an antibiotic- Polio vaccine- Measles vaccine- Regulation of cholesterol- Hormonal treatment of

cancer- Breast cancer research

- Rabies vaccine- First cataract surgery- Corneal transplants- Link between virus and

cancer- Acquired immunity research- Cholesterol studies- Effects of aging- Muscular disease- Product safety testing- Drug metabolism research

- Cardiovascular research- CPR techniques- Vision research (glaucoma,

cataracts)- Digestion research- Therapeutic use of insulin- Bone marrow

transplantation- Suture & grafting of blood

vessels- Respiration research- Anemia therapy- Cholesterol and heart

disease research

- Smallpox vaccine- Organ transplants- Diabetes research- Development of computer

assisted tomography (CAT) scan

- Heart disease and circulation research

- Arthritis and osteoporosis research

- Cure for hand, foot and mouth disease

- Cure for hog cholera

- Polio vaccine- Rubella vaccine- Hepatitis B vaccine- Cure for yellow fever- Discovery of Rhesus (Rh)

factor in blood- Treatment of Parkinson’s

Disease symptoms- AIDS research- Measles research- Anesthesia research- Periodontal disease

research

- Tetanus vaccine- Malaria research- Cure for beriberi- Use of ether as an

anesthetic- Edema treatment- Importance of vitamins

A, C and D- Cell chemistry research- Neurobiological studies- Liver cancer research- Diabetes research- Coronary heart disease

การพฒนาพนธกรรม การสบสายพนธ

• Genetic engineering

• Embryo engineering• Embryo transfer

• Outbred

•Inbred•F1 hybrid• Mutant

• Transgenic• Knock out• cloning• Stem cell

การเพาะขยายพนธ(Pyramidal Production)

ชนด/สายพนธเพศ อาย น าหนก

จ านวน

คณสมบตทางชววทยา(Biodata)

ทดสอบพนธกรรมGenetic monitoring

บรรจกลองขนสง

ผใชมาตรฐานการขนสง IATA, ATA

ใบรบรองคณภาพ

• คณลกษณะของสตว• สรรวทยา• ชววทยาการสบพนธ• พยาธสภาพ

พนธกรรมสตว การผลตและบรการสตว

1 Genetic QualityBreeding Program (การสบสายพนธ)

Species rats, mice, guinea pigs, hamsters, rabbits

Strain/ Stock outbred, inbred, hybrid, mutant, transgenic

Animal Production (การเพาะขยายพนธ)เพศ/ อาย/ น าหนก/ จานวน

2 Health QualityAnimal Care and Management

แหลงผลตและบรการ (Animal Resources)

Genetic Quality

INBREEDING

Laboratory Animal Care

TRANSPORTATION

HUMIDITY

HEALTH QUALITY

Strict Hygienic conventional

การทดสอบคณภาพ Genetic monitoring Health monitoring Environmental monitoring

Quality Monitoring

43

ระบบการปองกน การตดเชอ

ระบบการควบคม สภาพแวดลอม

(HVAC)

อาคารเลยงสตว

วสดอปกรณ

ปองกน การตดเชอและ

แพรกระจายเชอโรค สารพษ และมลพษ

ควบคม ส งแวดลอม

เล ยงสตว

สตวแพทย

ชางเทคนค พนกงานเล ยงสตว

บคลากร

นกวจย

หวหนางานบรหาร

อนามยเขม(SHC)

ปลอดเชอ กอโรคจ าเพาะ

(SPF)ปลอดเชอสมบรณ(GF)

การจดการ การเลยงสตวเปนระบบ

การทดสอบพนธกรรมและ

สขภาพสตว

ระบบปองกนการแพรกระจาย เชอโรคและสารพษ

ชวนรภย(ABSL)

สตวตองไดรบการเลยงดใหอยด กนด มสขภาพด ไมเครยด และไมตดเชอ ตองมสถานทเลยงและวสดอปกรณทเออตอการปองกนการตดเชอ การควบคมสภาพแวดลอม การปองกนการแพรกระจายเชอโรคและสารพษทเกดจากการเลยงและใชสตว

45

ตองมบคลากรทสามารถจดการและด าเนนการเลยงสตวเปนระบบ ดวยระบบใดระบบหนงหรอทกระบบตอไปน ระบบอนามยเขม (Strict Hygienic Conventional-SHC) ระบบปลอดเชอกอโรคจ าเพาะ (Specified Pathogens Free-SPF) ระบบปลอดเชอสมบรณ (Germ Free-GF) ระบบชวนรภย (Animal Biosafety Level-ABSL 1-4)

46

1. การเลยงสตวเปนระบบ• สถานทเลยง/ วสดอปกรณ• อาหาร/น า/วสดรองนอน• กรง ฯลฯ

2. การควบคมสภาพแวดลอม • อณหภม การถายเท

อากาศ ความชน แสง เสยง และกลน

• ระบบ HVAC

3. การปองกนการตดเชอ (คน/พาหะน าเชอ /อาคาร/สถานท เ ล ยง /กรง /อาหาร/น า วสดรองนอน/อากาศ/ฝน) • ระบบอนามยเขม

Strict Hygienic Conventional (SHC)

• ระบบปลอดเชอจ าเพาะ Specified Pathogens Free (SPF)

• ระบบปลอดเชอสมบรณ Germ Free (GF)

4 . ก า ร ป อ ง ก น ก า รแพ รกระจาย เช อ โ รค มลพษ และสารพษจากการเลยงและใชสตว• ระบบชวนรภย

Biosafety level

ABSL 1 ABSL 4

สขภาพสตว หนวยงานเลยงและใชสตว

Quarantine

BreedingColonies

Maintenance of Animals before

experiments

Animals in experiments

Facilities for cage cleaning and food

preservation

Stores for waste material's

Waste material Treatment

Laboratories

Surgical theater

Offices and rooms for personal hygiene

Stores for food, bedding, cages etc.

Machinery

Animal rooms50 %

Breeding stockReceptionQuarantine

Experimental roomPost-mortem room

Mechanical plant5 %

Corridors15 % Stores

10 %

EquipmentCleaning area

10 %

Administration Personal

facilities10 %

Primary rooms:

Secondary rooms:

Animal rooms and procedure rooms take 30-40 % of the gross area depending on total space.

• การปองกนการตดเชอ• การควบคมสภาพแวดลอมในหองเลยงสตว• การปองกนการแพรกระจายเชอโรค สารพษ

มลพษจากการเลยงและใชสตว• ความปลอดภยและสขอนามยของบคลากร

• Virus• Mycoplasma• Bacteria• Rickettsia• Protozoa• Helminths• Fungi• Ectoparasites

• เปนระบบทมการเลยงสตวตามมตามเกด ไมมการจดการปองกนการตดเชอเปนรปธรรมถงแมโครงสรางและรปแบบของสถานทเลยงจะเออ โอกาสทสตวจะตดเชอดวยระบบนจะสง ถามการตรวจสอบสขภาพสตว จะพบวามตวเชอกอโรคอาศยอยจ านวนมาก

• เปอรเซนตสตวปวยหรอตายอาจสงและเกดขนบอย • สตวเลยงดวยระบบนไมเหมาะทจะน ามาใชกบการ

เลยงสตวทดลอง

ระบบดงเดม (Conventional-C)

• เลยงสตวและปฏบตการกบสตว ใน isolator หรอใน Biosafety Cabinet

• ผปฏบตการภายในหองตองสวมชดปฏบตการพเศษ เพอปองกนการรบเชอหรอสารพษ

• ผปฏบตการตองเปลยนชดและอาบน ากอนออกจากหองปฏบตการ

• มกระบวนการจดการกบของเสยจากการเลยงและปฏบตการกบสตว ไมใหเชอโรคหรอสารพษทตกคางอยแพรกระจายสภายนอก

ระบบในการปองกนการแพรกระจายเชอโรคและสารพษ

(กรณมการใชเชอโรคตดตอหรอสารพษกบสตว)ABSL 3-4

Barrier

Barrier จ าเปนส าหรบอาคารเลยงสตว

61

พาหะน าเชอและมลพษทเกดขนจากการเลยงและใชสตว

62

Protected area

หองเลยงสตว

ฆาเชอ ลาง

อากาศ

พาหะน าเชอ

น า

อาหาร

วสดรองนอน

สงของอนๆ

เจาหนาทและคนทไดรบอนญาต

สตวน าเขาในกลองบรรจ

Unauthorized persons

Used air NH3, CO2, dust, germs น าเสยวสดรองนอนและอาหารทใชแลว

ของเสยอนๆ และ ซากสตว

คน

สตวน าออกจากหองเลยง

สตวอนๆ/หน/ง/แมลง/นก ฯลฯ

Barrier Room Technology

• Closed, self contained system

• Physical & Psychological Barriers

• Closed colony production

• Highly efficient at capacity- Highest start-up cost

วธการทอาจน ามาใชปองกนการตดเชอในการเลยงดวยระบบอนามยเขม

อาหาร กลองบรรจสตว

วสดรองนอนกรง, ถาดรองกรง,ขวดน า, จก, หลอด,กลองใสอาหาร,ถงใสอาหาร ฯลฯ

ชดปฏบตการ,ผาถพน

น าดม บคลากร

อบความรอนแหง

บรรจถง

แสง U.V.

แกะถงบรรจถง

อบรมควน

แสง U.V. ตอบฆาเชอ

กรด Hcl.pH 2.5

บรรจขวด

รอน

บรรจถง

เปลยนรองเทา

อาบน า

สวมชดปฏบตการ,หมวก, หนากาก

เปลยนสวมรองเทาแชในน ายา

และลางมอ

กรง, ถาดรองกรง, จก, ขวดน า, หลอด, กลองใสอาหาร, ถงใสอาหาร

น าสะอาด น ายาฆาเชอโรค น าสะอาด

เครองลางกรง และอางแช

ผง, ตากแหง,เครองอบแหง

อาหารเหลอใชประโยชนอยางอน วสดรองนอน เตาเผา

ชณสตร

เครองดกแมลง

หองเลยงสตวทดลอง

เครองดดอากาศออกเครองปรบอากาศU.V.

ซก

อบความรอนแหงกรอง

สตวตาย

ขวดจกหลอด

สตวปวย

การจดการพ นทในอาคารเล ยงสตวทดลองใหเออตอการปองกนการตดเชอ

พนทสะอาด พนทสกปรก ทางเดนสะอาด ทางเดนสกปรก

หองธรการและหองอนๆทอยในอาคาร หองเปลยนเสอผาและรองเทา หองน า

หองเกบวสดรองนอน

หองเกบอาหาร

หองผงตากแหง หอง เชอ

หองเกบกรงทรอการใช หองลาง

กรง, ถาดรองกรง,แผนปาย, กลองอาหาร,

ขวด, จก, หลอด

วสดรองนอน,อาหาร, ซากสตว

หองแยกวสดหลงใช

หองเกบวสดเลยงสตวปลอดเชอ

วสดรองนอน อาหาร

กรงถาดรองกลองอาหารปาย

ขวดจก

หลอด

เตรยมกรง / น า / อาหาร

•หองเลยงสตวรอการใชงาน

•หองเลยงสตวระหวางการใชงาน

•หองปฏบตการกบสตว (ทวไป)

•หองปฏบตการกบสตว (เฉพาะกจ)

•หองปฏบตการศลยกรรม

•หองพกฟนสตวหลงจากศลยกรรม

อบฆา

หองก

กกนส

ตว

ก าจดท าลาย

(เตาเผา)

ตอบฆาเชอ

กรองน า

ถงน า

CARDKEY

CCTV

LIGHT

องคประกอบทจ าเปนในการเลยงสตวใหไดมาตรฐานสากล