动物实验作为临床前研究的核心内容，其中实验动物是药物临床前研究的最重要的实验材料和对象，科学合理应用实验动物是关系到临床前研究的关键环节。

在开展临床前整体动物实验时，如何合理地设计动物实验从而科学有效地阐释实验结果是至关重要的。

临床前动物实验设计

一、动物的选择

在刚开始设计动物实验时，可能很多人都会有这样的疑问：在进行临床前的研究过程中我们究竟该如何选择实验动物的种属呢？

根据实验目的和要求来选择，实验动物选择一般需要满足以下原则：

1.相似性原则：研究对象各方面（功能、代谢、结构等）与人类相似的动物。（使用系统发育水平最低的动物，符合3R原则中的替代原则）

2.特异性原则：解剖、生理特点符合实验目的要求的实验动物。

3.标准化原则：遗传背景清楚，模型性状显著且稳定。

4.经济易获性原则：易获得、价格便宜、易饲养。

5.适宜规格原则：选用与实验要求相适应的实验动物规格。

（1）年龄：一般选择成熟后青壮年动物。

（2）体重：在正常营养状态和饲养条件下，体重与年龄有一定相关性。

（3）性别：同品种不同性别动物对外界刺激反应一般不一致。

注：实验动物应由取得实验动物许可证的单位提供，并提供动物的种属、品系、来源、年龄、性别、体重、饲养环境和条件、动物饮食、动物健康状况（包括意外死亡）等信息。

二、实验分组

实验设计应进行合理分组，注意设置全面的对照组。

在实验中设立对照组动物，是为了与实验组动物有一个直接对应的关系，以消除过多变量和未知变量对实验结果产生的影响。动物实验中的对照实验一般可分为空白对照、阳性对照和阴性对照。

动物分组时必须将动物随机分配到实验各组，以确保研究的变量在各组中不会导致偏差数据。

三、动物数量的确定

样本含量是指动物实验所需要的动物数量。样本含量过小，抽样误差大，推论总体的精密度和准确度都比较差，不能发现实际存在的差别；样本含量过大，首先不符合动物福利，同时也浪费人力、物力、财力和时间。

针对不同的研究目的，样本含量有不同的确定方式，有的实验是得到足够的组织标本进行分析、有的实验是利用少量动物进行预实验或初步探索性实验、有的是进行一个假设的验证的正规实验。

需注意以下两点：

（1）由于考虑实验中动物死亡、剔除等因素，实验中各组实际使用的动物数量应比理论上计算的样本量适当增加。

（2）不均衡设计的应用。在一个研究中，并不要求各组都有相同数量的实验单位。实际上，我们通常可以设计一组的实验单位多于其他组。最常见的不均衡设计是高剂量组动物较多，以弥补研究中动物死亡造成的数据丢失，或低剂量组动物数较多，以提高阈值水平效应检测的灵敏性或确定无效应的可信性。

四、实验数据的获取

除了一些传统常规的取材后检测（组织学、组织形态学指标、病理生理生化指标等），随着小动物成像技术的发展，活体成像这种非侵袭性成像在研究中发挥着越来越重要的作用。

五、数据的统计和分析

几乎所有的实验的结果，包括有非常明显的实验效果的实验结果，都需要用适当的统计分析方法进行评价。

数据的分析应主要围绕研究的目的进行，对实验的假设进行验证。同时，数据分析的主要目标是提取数据中所有能被解释的有用信息，考虑生物的变异和实验所产生的误差对研究结果的影响，尤其是防止抽样误差对于实验（治疗）效果的错误判断的重要工具。

生物统计学处理数据的方法很多，最常用的统计学方法有：各组间计量资料的比较用方差分析法（F检验，one-way anova单因素方差分析），各组间计数资料的比较用卡方检验，通过概率计算得出各组间差异是否具有显著性意义。

一般认为两组数据之间差异概率P≤0.05具有显著性意义，P≤0.01具有极显著性意义，表明两组数据之间的差异不是抽样误差，而是处理因素作用所致。

现在一般实验数据的统计学处理有专用软件，如SPSS、SAS、SYSTAT、GraphPad Prism、R语言等。

实验报告内容

一、实验目的

根据产品的设计特征和预期适用范围，申请人确定实验目的。对于多孔结构产品，需要证明多孔结构能够与周围骨组织形成骨整合。对于可降解产品，需要证明材料的降解速率与新骨形成的速率基本匹配。

三、植入样品

提供实验样品和对照样品在理化表征、加工过程、灭菌方法等方面的比较信息。

三、实验动物

实验动物应由持有实验动物许可证的机构提供，并提供动物的种类、品系、来源、年龄、性别、体重、饲养环境和条件、饮食情况以及动物健康状况（包括意外死亡）等信息。在综合考虑观察时间点、各时间点的观察指标以及各观察指标所需的样本量后，计算所需的实验动物数量。