笼舍改造对阻断海象牙齿磨损行为的研究

文/王致远 赵国超 徐露莲 王刚 陶水科 董艳超

本文通过对海象獠牙生长方式及牙病发生机理进行探索，综合调查国内外针对海象獠牙疾病的处理方法，结合对宁波神凤海洋世界海象“嘟嘟”的牙齿保护实践，不断改善笼舍环境以达到阻断人工饲养环境下海象的磨牙行为并促进其牙齿增长的效果。研究有利于提高海洋动物福利、促进海洋动物科普与保护事业健康发展，并供相关海洋哺乳动物饲养展示场馆参考借鉴。

海象，学名Odobenus rosmarus，海象科海象属。其最典型的特征是拥有一对长长的不断生长的獠牙，雄性雌性均有。海象牙根部生于上颌，尖部从两边的嘴角垂直伸出嘴外，形成獠牙。自然界野生状态下，海象獠牙是用于自卫和争斗，在泥沙中掘取蚌蛤、虾蟹等食物，或支撑身体爬上冰块，开凿冰洞以便呼吸等。

国内海象饲养笼舍池体基本都为钢筋混凝土结构，且环境相对狭小，在长期人工饲养条件下，由于动物与环境缺少互动，导致动物出现挖掘池底、獠牙摩擦笼门等持续、不变、没有目的性的重复行为，造成獠牙逐步磨损，常导致牙髓炎、牙根尖周炎等疾病，严重危及动物健康。

近年来，国内针对人工饲养条件下海象獠牙磨损预防及其疾病研究进行了大量的工作，从直接保护獠牙上，研究和摸索出金属牙套的制作与佩带方法；从行为阻断上，通过环境丰容、人工干预的方式控制海象的磨牙行为；从疾病诊疗上，针对海洋牙龈炎、牙尖周炎等疾病，探索进行了海象獠牙根管治疗法、拔牙手术等研究。本文以宁波神凤海洋世界有限公司人工饲养条件下饲养11年的一头雌性海象“嘟嘟”为研究对象，对其笼舍进行改进，尝试从环境源性角度出发改变海象磨牙行为，并对海象獠牙磨损及牙科疾病控制进行初步研究探讨。

2011年7月13日，宁波神凤海洋世界由俄罗斯引进一头年龄约为2岁的雌性太平洋海象（Odobenus rosmarus divergens），昵称“嘟嘟”，暂养笼舍水区表面积14.04m2，陆区表面积10.92m2。因海象“嘟嘟”长期独居，除摄食、表演、睡觉在陆区进行外，其他大部分时间均在水区游动，有在池底及池壁墙面进行挖掘或磨牙等固有或刻板的行为。由于常年的摩擦，獠牙受到严重磨损（见图1），常伴随有牙龈出血、牙龈红肿等感染情况发生，饲养池体底面、墙面防水层也被完全破坏，直至浇筑混凝土层暴露。2019年，“嘟嘟”曾暴发牙尖周炎，严重感染危及生命，采用暴露牙髓腔排脓并对面颊脓肿进行破溃引流的方法，经过长达3个月的治疗最终痊愈。但由于其磨牙行为日益严重，存在高度牙病复发风险，为此本团队开展了环境改造以阻断海象牙齿磨损的尝试。

图1 立姿右侧獠牙

一、海象獠牙的生长生理及疾病探索

（一）海象獠牙的生长生理

海象的上犬齿十分发达，终生生长，犬齿根部着生于上颌，尖部从两边的嘴角垂直伸出嘴外，形成獠牙，因此海象也被定义为一种具有尖锐长犬齿的鳍脚类动物。雄兽的长牙可达75cm～96cm，雌兽的牙稍短而细，长度一般不到50cm。海象的牙齿常呈椭圆形，横截面上主要分为三层，最外层为薄的牙釉质，中间层为牙骨质，中心为牙本质（见图2）。海象獠牙的底部是圆锥形的髓腔，牙髓腔为血管结缔组织和成牙细胞，形成新的海象獠牙物质，牙髓腔的大小和形状因动物而异，但其深度在1cm～8cm。海象獠牙的根尖生长很深，顺着鼻孔侧面直达眼部两侧，基部与大脑距离非常接近。

图2 海象牙龈横截面

（二）海象獠牙的疾病及治疗

从近11年的海象牙病发病情况看，海象牙髓炎很难提前发现，当患病海象出现厌食、拒食、体温显著病理性升高，眼观鼻孔凹陷处肿胀，才能被确诊。牙髓炎及牙根尖周炎的发病过程，可描述为：牙髓感染→牙髓炎→牙根尖周感染→牙根尖周炎→化脓性牙根尖周炎。一般预防治疗手段通常为每日清洗护理→抗生素治疗→根管治疗→根管治疗手术→拔牙手术。

在国内的海象牙病治疗中，根管手术通常被认为是治疗海象牙髓炎/牙根尖周炎相对安全可靠的方法，能够快速疏通牙髓腔，使炎症及坏死的牙髓及时排出体外，消除病原微生物感染源，且使药物直接到达感染区域发挥作用，最终使牙病快速恢复，并通过每日清理减少复发。

主要试剂：血管紧张素转化酶(ACE)、马尿酸(标准品)、马尿酰-组胺-酰亮氨酸(HHL，标准品)：美国Sigma公司；L-亮氨酸(分析纯)；邻苯二甲醛(OPA，分析纯)、三氯乙酸(分析纯)、甲醇(分析纯)、乙腈(分析纯)：天津市富宇精细化工有限公司。

在国外的海象牙病治疗中，同样认可抗生素治疗，但不推荐使用根管治疗，对牙髓炎/牙根尖周炎的治疗以手术拔牙术进行根治治疗，通过全身麻醉管理，实施全牙拔牙。拔牙根治手术的主要并发症为髓腔感染净化不完全及髓腔填充不完全，国内外对手术风险及术后并发症研究尚不成熟，故拔牙虽可一次性地解决问题，但受水环境、全身麻醉时间、牙槽骨的剔除方法等条件影响，很容易危及动物生命。

多年来，海洋哺乳动物饲养及医疗人员一直备受人工豢养条件下的海象磨牙行为及其引起的海象牙病风险困扰。近年来，随着环境富化概念的引进及推广，通过环境富化改变海象磨牙行为、改善及预防海象牙病的发生，逐渐引起各海象人工豢养场馆管理人员的重视。此外，借鉴人类医疗中牙冠保护套的改善技术，相关研究人员也开发出一套海象的牙套制作方法。

二、针对海象磨牙行为采取的预防措施及风险

（一）环境丰容措施及风险

受场馆水池笼舍面积制约，不能充分模拟海象自然生长环境，为丰富其生活环境，只能通过增加环境的复杂性，设计制作一些海象玩具，如轮胎圈、大浮漂、喷淋、冰块等，并经常更换，以保持新奇性。通过训练提高海象与人的交互频率，使其接受各种感官刺激，增加更多的新鲜感，从而改善枯燥乏味的圈养生活，减少刻板行为。但由于海象身体体积、力量及进食方式的特点，海象玩具（见图3）较易遭到破坏，加之如没有完善的环境丰容操作流程、玩具制作流程、玩耍互动流程，新玩具投放后两周内海象会丧失兴趣，重新开始磨牙行为。

图3 圆环玩具表面胶布脱落

国内一些场馆通过还原野外生境的方法，如暂养池铺设细沙等，调节海象磨牙行为，并取得较好的效果。但实际应用中，细沙对场馆水循环设备的阻塞、海象粪便在沙层中的积累、水中有害细菌总数快速升高等问题，均尚未得到较好的处置方法。

（二）海象牙套制作及风险

2021年2月，因海象磨牙造成牙龈炎频发，累及牙髓，暴发牙髓炎，故尝试制作牙套，给海象佩戴并固定在牙上以保护牙体。由于右侧牙齿已磨损至唇内包裹（露出牙龈部分长度最短处0.5cm，最长处1.2cm），无法拓膜制作。针对左侧较长牙（露出牙龈部分长度最短处2cm，最长处4.5cm）采用无毒儿童单色橡皮泥装入自制容器中进行拓膜，并使用生石灰制作石膏浆进行覆膜固定，取得牙齿模型（见图4）。计划采用316L材质不锈钢，根据牙齿形态制作牙套，并使用不锈钢材质卡扣作为紧固件固定。后向有海象牙套制作经验的场馆请教，由于海水腐蚀性强，且卡扣会因海象磨牙动作断裂掉落，从而造成误食，带来更大风险，故暂停此计划。

图4 海象牙套制作用品及模具

三、笼舍改造内容及方法

（一）海象笼舍尺寸

宁波神凤海洋世界有限公司海象暂养区位于公司二期海洋剧场场馆内，笼舍长度6.4m，宽度3.9m，笼舍总表面积24.96m2，深度3.8m，其中水区表面积14.04m2，陆区表面积10.92m2（见图5）。动物陆区由不锈钢支架进行池底支撑，表面铺设尼龙板作为陆区活动场地。

图5 海象池水陆区示意图

（二）海象磨牙行为观察

对海象笼舍内磨牙行为进行观察和统计，行为包括：池壁攀爬磨牙、池底俯卧磨牙和陆区侧卧磨牙。其中，池底磨牙为造成海象牙齿磨损的主要行为。在水体质量较差的情况下，磨牙行为会加剧，单日磨损甚至可超过2mm。

（三）笼舍改造方案制定

1.整体改造方案

笼舍改造方案见图6，改造目标为使海象个体与坚硬的墙壁和池底物理隔绝，阻断海象獠牙与墙面及池底接触。隔离物使用光滑材质，降低海象在隔离物上摩擦的风险。

图6 海象笼舍改造概念图

2.笼舍墙面改造

侧向墙面选用5mm厚304不锈钢圆形型材作为笼舍改造主材，改造所需框架结构制作如下。

（1）长边不锈钢主体框架

框架不锈钢厚度5mm、单管直径70mm、宽度1600mm、高度4500mm；框架间网不锈钢厚度5mm、单管直径50mm、高度1500mm、间隔100mm。

（2）短边不锈钢主体框架

框架不锈钢厚度5mm、单管直径70mm、宽度1500mm、高度4500mm；框架间网不锈钢厚度5mm、单管直径50mm、高度1500mm、间隔100mm。

3.笼舍底面改造

池底磨牙行为主要包括挖掘式行为、横向摩擦行为、滑雪状行为，以及对池底物品形成前鳍环抱等行为。对底面改造参照海象陆区设施，于池底的不锈钢框架表面覆盖铺设20mm厚PVC板（见图7），增加配重防止海象抱起或撬动底板，PVC材质表面光滑，能有效降低獠牙磨损。

图7 海象池底板框架

四、獠牙生长效果

宁波神凤海洋世界于2021年6月起开始筹备海象笼舍改造，于2021年7月完成改造工程，改造后，海象獠牙磨损防护工作取得较大进展。由于笼舍底面框架配重调整，2022年6月底板才全部铺设完毕，故池底磨损獠牙情况在底板铺设前仍有存在。

从筹备改造至2022年7月，对海象獠牙生长情况进行统计，笼舍改造后，海象獠牙生长明显。左侧獠牙净增长为3cm，右侧獠牙净增长为1.6cm（见图8、图9）。

图8 海象右侧牙生长情况

图9 海象左侧牙生长情况

五、总结与讨论

在全球变暖的影响下，生活在北冰洋的太平洋海象栖息地受到严重破坏，海象繁殖率严重下降，野外种群数量急剧减少，在世界自然保护联盟（IUCN）红色名录中被列为易危。水族馆是科普教育的最佳场所，太平洋海象在水族馆进行科普教育展示可以让更多的人近距离认识海象物种，明确保护海洋生物、保护海洋环境的重要性和急迫性，进而积极投入到对这一物种及海洋环境的保护中去。但是，由于场地限制等其他原因，海象通常是一两头或者很少几头被圈养，影响其正常的社群行为，继而带来生理、心理和行为问题，其强烈的磨牙行为便是此问题的典型性表现之一。

本次海象笼舍改造，目的在于减少海象獠牙与硬质墙壁之间的摩擦，通过减少海象牙齿磨损，进而进行海象牙病防控，降低海象牙病发生概率，保障动物健康。改造后，海象獠牙有明显增长，年平均增长约2cm，且通过每日对牙髓腔的护理，2021年8月至2022年7月，海象牙病发生情况呈显著下降趋势。

本次改造难点是暂养池底板的铺设。由于海象本能的池底挖掘行为，对池底底板铺设造成较大困扰。在铺设早期，由于底板配重及缝隙问题，造成海象能够“挖掘”起底板进行玩耍或破坏，后通过增加配重及满铺池底的方法解决。如果新制海象笼舍防护，建议更换成一体式不锈钢防护框架，使框架侧板能压于底板上，有效降低海象挖掘行为。

通过充分模拟自然环境，还原海象天然行为，减少人工豢养状态下刻板行为的发生，是解决海象健康问题的终极要义。但国内中小型海洋哺乳动物饲养展示场馆由于规模所限，为海象还原生境性活动场地较为困难，由此引发的刻板行为可能危及动物健康，故本研究主要针对中小型海洋哺乳动物饲养展示场馆提供出一种相对安全方法，预防海象磨牙行为及由此产生的疾病。

本次笼舍改造在促进海象獠牙恢复性生长方面取得了较好的效果，但对国内已经进行过根管治疗导致牙髓腔暴露的海象群体来说，随着海象獠牙的生长及暴露牙髓腔体的愈合，对空腔腔体中滋生的细菌再次感染牙髓质导致的风险如何进行评估，尚需更长久的经验论证和讨论。

此外，本次海象笼舍改造中还有一些亟需解决的问题，包括陆区下镂空部分的吸污、水区隔板下的吸污等，由于宁波神凤海洋世界海象池与鲸豚表演池一侧连通，且有闸门能够进入陆区下镂空部分，且水区池底隔板为分片式，故此能够解决该问题。如其他场馆非相似展池设计，需在进行池体改造时注重考虑此问题的解决方案。