虚拟替代动物实验的分析

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1、虚拟替代动物实验的分析在医学、药学、生物学的研究中，动物实验是必不可少的环节，对实验动物的需求量也非常大。对于实验动物，在各类大学实验室、研究机构中，采购成本的持续支出以及喂养、繁殖等管理问题一直是切实存在的，各类动物保护主义以及人道主义的不断抗议与干扰，也使得动物实验一直处于受争议的状态之中。采用虚拟实验合理替代动物实验，从多方角度来看，是解决动物实验一系列问题的有效途径。　　1、虚拟实验虚拟实验是建立在计算机技术基础之上的，借助计算机多媒体、仿真和虚拟现实(又称VR)等技术营造出可替代传统实验操作环节以及环境的实验。在这个虚拟实验环境中，实验

2、者可以如同在现实环境中一样完成各种实验项目，在某些方面，虚拟实验所取得的实验效果甚至比现实环境中所取得的效果更好，毕竟，虚拟实验可以营造更为理想的实验环境，而某些条件在现实中却不容易达到。在目前，虚拟实验应用在不同领域，可以辅助、部分替代或者全部替代真实实验，这一方面取决于实验对象的复杂程度，另一方面也取决于虚拟实验平台技术的先进性。虚拟实验的概念最早是由美国弗吉尼亚大学的威廉沃尔夫教授在1989年提出的，之后迅速的发展起来，国内外很多高校实验室、研究所以及中小学校都投入大量的人力、物力来设计研发符合自身需要的虚拟实验系统。从技术层面来看，目前各

3、类虚拟实验系统的开发主要是基于VRML虚拟现实技术的仿真实验、基于Flash的交互式虚拟实验、基于Active技术的仿真实验、基于Java技术的虚拟实验和基于QuickTimeVR技术的虚拟实验等。虚拟实验具有高仿真性、开放性、人机交互、可扩展等特点，与传统的真实实验相较，在重复使用以及安全性方面具有显著优势。近年来，虚拟实验系统在各个领域的发展十分迅速，尤其是在医学、药学、生物学等领域，就动物实验而言，虚拟实验可以很好的辅助动物实验，减少实验动物数量，仿真替代部分动物实验。　　2、动物实验中存在的问题动物实验指在实验室内，为了获得有关生物学、医

4、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。实验动物是进行动物实验不可或缺的材料，在各种类型的动物实验中，通常会存在以下一些问题：首先是成本问题。以小鼠为例，目前在市场上购买一只实验用的小白鼠，价格大约在人民币10元左右，而一些体形较大或是质量要求更为严格的实验动物，成本则会更高。在实验过程中，为了获得准确的实验数据，通常会采用数据对比的方法，这就要求实验所用的动物数量增多，越是复杂的实验，越是严谨的数据要求，所需要的动物数量就越多，当然，与此相对应的试剂消耗也就越多，实验所需付出的成本也就越高。此外，动物在采购回来后，喂养管理造成的

5、物料、人工成本的支出也不可忽视。其次是管理问题。为了保证实验结果的准确性，对于实验动物一定要确保其质量，才能满足实验的要求，这就对实验动物的喂养管理提出了较高的要求。我们国家对于实验动物的管理有着严格的条例规定，从饲养管理到检疫和传染病控制，必须符合条例规定才能用于实验。在实验期间对实验动物的管理也切实是一大问题，稍有不慎或是管理不善，极可能造成实验动态质量下降，额外成本支出是小事，影响实验结果的准确性则后果严重。第三是动物实验的伦理问题。动物实验对生物医学的发展起到了重要的促进作用，但随着动物保护主义的兴起，动物实验受到了来自生态伦理学中动物权

6、利论的挑战与压力。第四是实验废料的危害。在实验完成后，对于实验废料(动物)的处理也是一大问题，一旦出现处理不当，极可能出现不可预测的危害。　　3、虚拟动物实验的优势　　3.1虚拟动物实验可以有效降低实验成本　　实验动物一直是动物实验材料成本的重要组成部分，随着动物保护、动物资源等各方面的原因影响，这方面的成本一直处于上升通道。而采用虚拟实验，可以有效的降低动物实验的成本支出。前文已经分析过真实动物实验所需要的成本支出，采用虚拟动物实验系统，虽则投入不菲，但一次性成本投入，相较于动物实验长期的成本投入，实则成本低廉的多，而且虚拟实验省去了繁琐的实验

7、准备工作，减少了动物的培养、试剂的消耗和实验器材的损坏，在实验费用上的节约显而易见。　　3.2有效解决动物实验的伦理问题　　3Rs原则是国际上公认的动物实验所必须遵守的原则。在基本满足原则的前提下，动物实验才不会越过伦理的边界。生物医学实验离不开动态实验，但残忍的实验方法也是不可取的。Reduction(减少)、Replacement(替代)、Refinement(优化)三原则正是说明了虚拟动物实验是解决动物实验伦理问题的有效途径。虚拟动物实验虽不能替代动态实验，但作为真实动物实验的有效补充，可以起到有效减少实验动物数量、替代部分动物实验的作用。

8、　　3.3营造理想实验环境　　虚拟动物实验系统可以营造一个理想的实验环境。众所周知，实验环境对于实验的准确性具有重要的影响，而在真实的环