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毒理學的研究方法包括實驗動物整體（體內）試驗、體外試驗、受控的人體試驗和人群流行病學研究。

1.實驗動物整體試驗

又稱體內試驗，是毒理學的標準研究方法，以整體實驗動物為模型，研究實驗動物接觸外源化學物后產生的毒效應，動物試驗的結果可外推至人。動物試驗可嚴格控制接觸條件，可檢測多種類型的毒作用。醫(yī)'學教育網|整理實驗多采用哺乳動物（嚙齒類和非嚙齒類），個別情況下，也采用水生生物和鳥類等。

2.體外試驗

利用游離器官、培養(yǎng)的細胞或細胞器進行毒理學研究，在化學物的毒性篩選以及毒作用機制的研究方面具有很大的優(yōu)越性。體外試驗系統(tǒng)缺乏動物的體內的毒物動力學過程和整體調控，并且難以觀察慢性毒作用。

3.人體觀察

必要時可設計和進行不損害人體健康的受控的實驗，但僅限于低濃度、短時間的接觸，并且毒作用應有可逆性。

4.流行病學研究

對于在環(huán)境中已存在的外源化學物或偶然發(fā)生的意外事故，可對人群進行流行病學調查。流行病學研究的結果對確定對人體的損害作用具有重要的價值。利用流行病學方法不僅可以研究已知環(huán)境因素對人群健康的影響（從因到果），而且還可對探索已知疾病的環(huán)境病因（從果到因）。但流行病學研究干擾因素多，測定的毒效應還不夠深入，有關的生物學標志還有待于發(fā)展。