“优化”技术的研究是相关因素不断变化和完善程度逐步递进的交替发展过程。研究内容涉及实验动物生产和使用两个方面，包括：试验方案设计、实验操作技术、仁慈终点（humane endpoint）、人员培训、饲养环境及设施、动物运输、为满足动物自然习性而改变管理方式等方面，总体说来优化是一个科学化、规范化和标准化的过程。

1．实验方案的优化

（1）实验的确立与获准    在计划实施动物实验前必须具有充分的科学根据，确定和证明该实验的意义和必要性。对于必须进行的动物实验，则需要有明确的目的和合理的程序，并证明没有任何其它方法可以取代该动物实验，避免没有科学目的的动物实验。此外，如果没有令人信服的理由，也不允许重复进行相似的动物实验。在欧、美等发达国家，一个动物实验方案要经过动物实验伦理审查委员会的批准后才能得以实施。

（2）实验动物的选择与使用    在实验的必要性确立之后，首先应根据实验目的和要求选择适宜的实验动物。不同种类的实验动物、同一种类不同品系的实验动物、同一品系不同性别和不同年龄的实验动物具有不同的特点，对同一实验处理会产生不同的机能反应，表现出不同的外部体征。因此，在选择同一种类不同品系动物、特别是可供选择的动物品系较多时，应特别给予注意。在实验动物选择方面应遵循的基本原则：①与人体结构、机能、代谢及疾病特征要尽可能相似；②性状稳定；③反应特征明显；④效应指标易于监测；⑤易于获得；⑥便于饲养管理和实验操作；⑦经济；⑧最好有实验数据积累或已有相似使用基础的实验动物。

（3）造模方法和动物模型选择    动物模型的制作方式和技术越来越多，用现代生物学技术手段诱发、制造的动物模型具有独特的生物学特性，各种特异性强的动物模型（如基因突变模型、转基因模型、基因敲除模型等）比一般模型更具有针对性。这一点在动物实验方案的设计中应给予特别考虑。

（4）研究设计与统计分析    在实施一项动物实验研究之前，必须要对研究的内容、方法和步骤进行科学、全面的设计，以使动物实验研究得以顺利进行。科学合理的研究设计以及对结果的统计学分析既可以减少动物的使用量，又可获得高精确度的结果。在实验设计时，必须遵循“对照”、“重复”和“随机”三个基本原则。应用生物统计这一生命科学研究中共用的研究方法，可以帮助研究者正确地进行试验设计，使研究工作少走弯路，减少人力、物力和财力的浪费；正确地解释实验结果和正确的做出结论；准确、清晰而简洁的表达其研究结果。

2．实验指标的优化

实验指标的选取应该尽量全面。实验动物是活的生命体，其生理机能和生理反应是随时间变化的一个复杂过程，单一的测量指标无法说明复杂的变化。因此，应尽可能全地将实验过程中动物的变化记录下来，包括体重、饮食、活动异常等变化。同时，采样时间、采样部位、采样方式也应予以固定。

3．实验技术的优化

在实验的过程中，包括饲养管理人员和实验操作人员必须充分了解实验动物的有关知识以及3Rs原则，爱护动物，不粗暴对待动物。控制好动物饲养和实验环境条件以及饮食等，全面考虑动物需求和实验要求的关系。技术人员操作必须熟练、准确。

（1）麻醉技术    在实验过程中，麻醉是很重要的环节。麻醉的主要目的是减轻动物在实验过程中的疼痛和刺激，麻醉剂、麻醉剂量、麻醉的方式选取不当，要么给受试动物造成疼痛，要么造成动物死亡，同时也可导致实验成败。很多实验人员往往依照传统的做法，甚至使用一些根本不适用的麻醉剂或麻醉方法。因此，对于动物实验，特别是用大动物实施的一些实验，应根据动物种类、麻醉药类型以及研究计划的特殊要求等，研究麻醉前给药，以减轻动物的恐惧和焦虑。研究动物（年龄、体重、性别、生理、健康状况等）因素、环境（温度、湿度、空气的流速、洁净度等）因素和药物因素对麻醉效果的影响，选用适宜的麻醉药，以提高麻醉质量。研究麻醉中可能出现的意外和处理措施，避免因麻醉导致的动物死亡。同时，还要避免因麻醉本身及其不良反应对观察指标和试验结果的影响。

（2）实验操作技术   实验动物的抓取、注射、取样、测量、剖检等操作，经过培训的技术人员很容易掌握并达到熟练，但是对所用动物有关知识的了解以及在实验中科学地运用这些知识却不是一件易事。如用犬进行药代动力学实验，给药后要定时抽血化验，有的饲养管理人员及技术人员在实验前对实验犬进行反复训练，并经常给予抚摸关怀，实验时动物则主动配合。相反，有些技术人员必须将挣扎不止的动物捆住才能完成取样操作。不言而喻，在这两种情况下动物的痛苦和紧张程度是完全不同的，所取得的实验结果也肯定不同。

（3）仁慈终点    仁慈终点（humane endpoint）作为一种减轻动物疼痛和痛苦的优化方法可供科研人员选择。科研人员通过实际观察或利用录像等手段，将实验中动物的一些外在表现记录下来，经过分析发现，这些外在表现是按照一个固定的模式向着一个方向的有序发展过程。那么，在不影响实验结果判定的前提下，“人为”的确定某一个点（或阶段）及时终止实验，即可缩短实验时间，也可减轻实验后期动物所要承受的痛苦。“人为”选择的这一点（或阶段）就称为仁慈终点。

仁慈终点是动物遭受疼痛、苦痛、痛苦或是在濒临死亡前的最早指征，它可以作为终止实验或开始适当治疗的一种指示，从而使动物人道的处死或是在科学目的达到的前提下得以恢复。在理想的情况下，终点应该很容易监控，具有可重复性，是死亡的有效预告。此外，不论是强度还是在时间上它将使动物遭受的痛苦得到最大程度的缩减。

4．实验环境条件的优化

实验环境条件对实验动物以及实验结果的影响是不可忽视的重要因素。实验条件所包含的内容非常广泛，其中温度、湿度、噪音、氨浓度、照明度、笼器具的材料和大小、饲料、饮水、垫料、实验用具等都是最常见的影响因素。各个国家对实验动物和动物实验的设施和环境条件都有具体规定，如动物笼器具的大小、形状、材料、质地等都对动物的行为和特性产生影响，特别是在一些长期实验或动物行为学研究中，还要充分考虑动物的生理和心理上的需求，这些都应在实验开始之前要给予考虑，这也是优化的一项重要研究内容。

5．安乐死技术

在获得实验结果后，如何采取有效措施减轻动物死亡前所承受的疼痛和痛苦这也是优化的研究内容。因获取实验结果的要求不同、动物个体大小的差异等，实行安乐死的方式也不同。应遵守的基本原则是：不影响实验结果的准确性和对结果的分析；动物死亡过程尽可能短；所采用的方法具有可行性。实验前应该对安乐死的方式给予确定，以便对在实验过程中死亡的动物和实验结束时需要牺牲的动物实施安乐死。

此外，在实际工作中，实施优化研究的不是行政管理部门，而是科研工作者。制定实验计划和进行实际操作的科研工作者，工作中的任何失误或不予重视都将使优化工作成为空话。因此，科研人员有必要经过相关的培训和学习，掌握相关学科的信息和新的进展，掌握有关优化的要求和操作技术，避免、减少或减轻动物因人类科研活动所承受的痛苦，增强保护和爱护动物的责任感和动物实验伦理观念，并获得有关部门的认可，由具有资质的技术人员按照规范的程序实施技术操作。