郭運林，劉建民，劉元欽，趙傳東，張榮偉

顱腦爆震傷兔模型的建立＊

郭運林，劉建民，劉元欽，趙傳東，張榮偉＊

目的 建立一種穩(wěn)定可靠的顱腦爆震傷動物模型。方法 新西蘭大白兔15只，對照組5只，其余隨機分為2組為實驗組，再根據(jù)爆震源與顱腦距離分為2．0 cm組及3．0 cm組；對照組無致傷，其余操作與實驗組相同；觀察動物生命體征變化以及損傷腦組織病理變化。結果 2．0 cm組即刻死亡2只，1只發(fā)生肢體抽搐癲樣發(fā)作，1只出現(xiàn)呼吸驟停，給予立即按壓胸廓后，呼吸恢復后頻率偏快，1只0．5 h后出現(xiàn)躁動，3只均當天死亡。對照組和3．0 cm組動物均存活，病理提示損傷區(qū)神經細胞變性水腫，血管周圍滲出明顯。結論 通過改良爆震傷模型可制作穩(wěn)定重型顱腦爆震傷。

顱腦；爆震傷；兔模型

兔、鼠、犬、羊、豬等動物都曾作為爆震傷模型動物，目前仍缺乏標準公認且簡單、可重復性好的方案，本研究利用改良式發(fā)令槍制作兔顱腦爆震傷模型，為研究和治療顱腦爆震傷提供實驗基礎，現(xiàn)報告如下。

1 材料與方法

1．1 材料與動物分組改良式發(fā)令槍，每顆發(fā)令彈相當于20 mg TNT當量 （（重慶長江電工廠提供），15只新西蘭大白兔（山東省中醫(yī)藥大學試驗動物中心提供），體重1．8～2．6 kg，雌雄不限。將動物依據(jù)發(fā)令槍與兔硬腦膜垂直距離隨機分為2組實驗組，每組5只；另有對照組5只。

1．2 模型制作2%戊巴比妥鈉以1 mg／kg劑量經兔耳緣靜脈成功麻醉后，頭部剃毛，心前區(qū)貼覆電極，兔腹臥于固定板上，發(fā)令槍管口距離硬腦膜距離分別為2．0 cm、3．0 cm，在平面上位于中線旁0．5 cm及雙耳連線前1．0 cm處，開0．8 cm×0．5 cm骨瓣開口暴露硬腦膜。動物致傷后行頭皮縫合術。

1．3 生理指標觀察兔致傷后呼吸、心率變化。記錄各組兔存活情況，記錄呼吸暫停時間、恢復時間及傷后心率變化等。

1．4 腦組織病理學檢查死亡兔立刻取腦組織，存活動物2 h后去腦組織分別行病理檢查，于爆震中心旁0．3 cm，取0．5 cm×0．5 cm腦組織，10%的甲醛溶液固定后，常規(guī)石蠟包埋、切片、HE染色，光鏡檢查。

1．5 神經行為評分評分標準包括：（1）自主活動的程度；（2）左前肢偏癱；（3）提尾時左前肢伸不直；（4）抗側推能力；（5）向左傾斜度；（6）向左環(huán)行度；（7）對觸須的反應。以上指標無異常為0分，中等異常為1分，嚴重異常為2分，將各項評分相加，總分為0～14分。

1．6 動物行為學評定0分：無神經損傷癥狀；1分：不能完全伸展對側前爪；2分：向癱瘓側轉圈；3分：向對側傾倒；4分：不能自發(fā)行走，意識喪失。

1．7 動物神經損傷嚴重缺損評分0分：神經功能正常；1分：輕度神經功能缺損 （提尾時左前肢屈曲）；2分：中度神經功能缺損（行走時向左側轉圈）；3分：中度神經功能缺損（向左側傾斜）；4分：無自發(fā)行走，意識減退；5分：與缺血有關的死亡。

1．8 統(tǒng)計學分析實驗各項數(shù)據(jù)指標均采用均數(shù)標準差（±s）表示，數(shù)據(jù)通過SPSS 21．0軟件進行方差分析，P＜0．05差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2．1 兔爆震傷后神經行為、動物行為及神經損傷嚴重缺損評分評分如圖1所示，爆震傷實驗組評分明顯高于對照組分值（P＜0．05），且明顯達到顱腦嚴重損傷標準，對照組動物正常處于正常。

圖 1 兔重型顱腦爆震傷腦損傷程度評分

2．2 爆震傷后生理情況如圖2所示，2．0組2只即刻呼吸、心搏驟停，雙瞳孔散大固定，光反射消失，血壓未測出，搶救無效死亡；1只出現(xiàn)呼吸驟停，持續(xù)5 min，經胸廓按壓后，呼吸恢復仍偏快；實驗組其余動物均出現(xiàn)起初呼吸深慢后加快（P＜0．05）。實驗組存活動物心率較對照組明顯降低，0．5 h降至最低 （83．2±11．6）次／min明顯低于對照組 （P＜0．05），后逐漸恢復仍低于對照組（P＜0．05），如圖3所示。

圖 2 動物呼吸時間變化曲線

圖 3 動物呼吸時間變化曲線

2．3 腦組織病理變化2．0 cm組致傷后立即去兔腦組織觀察，廣泛腦組織挫裂傷，血管破裂及腦組織碎裂明顯，5只均存在創(chuàng)傷性硬膜下血腫，2只可見腦干損傷。光鏡下可見3．0 cm組皮質出現(xiàn)損傷性血管出血，局部腦組織腫脹，爆震傷灶與周圍腦組織邊界清楚。光鏡下局部腦組織病理切片顯示如圖4所示，腦損傷致神經細胞周圍染色較淺或者未見明顯染色現(xiàn)象，微血管周圍病理切片可見淺染色區(qū)域，存在于血管走形部位，說明神經細胞周圍存在水腫帶，細胞周圍水腫明顯，微血管外周圍淺染區(qū)說明血管間隙擴大，血管周圍存在炎癥反應及水腫帶。圖4還可見神經細胞和神經膠質細胞內變化，胞內可見囊狀無染色空泡存在，說明胞內細胞器損傷或者裂解，細胞損傷后水腫明顯。腦組織病理切片顯示顱腦損傷較重，已經完全達到重型顱腦損傷病理水平。

圖 4 光鏡下局部腦組織病理所見

3 討論

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，顱腦爆震傷為主要致傷形式，加之作戰(zhàn)形式多樣，顱腦爆震傷數(shù)量顯著增加。但顱腦爆震傷具有高致殘率、高致死率，同時具有病理機制復雜等特點。因此，筆者運用改良顱腦爆震傷模型制作兔重型顱腦爆震傷，以期為顱腦爆震傷的研究提供實驗基礎。

選擇兔作為研究顱腦爆震傷實驗動物，兔等小型動物多用于單純觀察研究，避免因個體過小難于致爆和監(jiān)測，同時也增加了爆震傷模型制作成功率，對損傷病灶肉眼觀察，病理組織HE切片細胞學觀察，檢測炎性因子或者有害物質，闡述爆震傷后局部腦組織反應性變化及進而探究死亡原因，更加準確地模擬爆震傷后病理變化。Lockhart等［1］研究揭示爆震源與頭部距離越近，動物死亡率越高，呈現(xiàn)出負相關趨勢，頭部姿勢未發(fā)現(xiàn)與死亡率有相關性。因此實驗動物沒有固定特殊頭部位置，采取俯臥常規(guī)頭部固定定位。2．0 cm實驗組制作重型顱腦爆震傷模型時，因爆震源距離距腦組織過近，導致實驗動物立即出現(xiàn)呼吸、心跳停止，經心肺復蘇未能搶救成功，考慮為爆震距離不當導致原發(fā)性腦干傷導致。爆震傷早期，血管源性腦水腫是主要癥狀，Carey等［2］認為，閉合性顱腦傷后腦充血學說同樣適合于顱腦火器傷。推測顱腦爆震傷后瞬間和早期顱內壓升高主要是由于腦充血引起的，隨后出現(xiàn)的持續(xù)顱內壓升高則與血管源性腦水腫有關。然而導致后期腦水腫的主要原因發(fā)生改變，神經元和膠質細胞缺血缺氧和炎癥介質的釋放引起腦組織細胞破壞產生細胞毒性腦水腫［3］，后者成為為腦水腫主要原因。

顱腦爆震傷后立即行神經行為、動物行為及動物神經損傷嚴重缺損評分，三項評分結合腦組織病理切片，顱腦損傷已達到重型顱腦損傷標準。動物呼吸時間變化曲線呈現(xiàn)先減慢后加快趨勢，也可說明重型顱腦損傷跡象。原發(fā)性或者繼發(fā)性腦血管反應產生相應并發(fā)癥，血管破裂出血，血腦屏障不同程度受到破壞，膠質反應性變化，神經膠質或者細胞變性等［4］。爆震傷后組織病理切片光鏡下可見，神經元和膠質細胞內有明顯空泡樣物質，說明水腫及變性明顯，同時毛細血管間隙周圍染色淺或者無著色，說明血管間隙擴大。組織病理、生命體征及神經行為功能學表現(xiàn)均達到重型顱腦爆震傷標準。

該實驗設置兩組距離分別致爆，2.0 cm組腦挫傷非常明顯，存活時間非常短，接近全部死亡，病理解剖腦組織出血明顯，深部腦組織甚至腦干處可見挫傷，本實驗通過調節(jié)動物與致傷物的距離來調整致傷能量，通過神經損傷功能評分結合病理切片明確顱腦損傷程度。能夠較為真實地模擬爆震傷，模型簡單，操作方便，可重復性好。

［1］Lockhart P，Cronin D，Williams K，et al．Investigation of head response to blast loading［J］．J Trauma，2011，70（2）：E29-36．

［2］Carey ME，Sarna GS，F(xiàn)arrell JB，et al．Experimental missile wound to the brain［J］．Journal of Neurosurgery，1989，71（5）：754-764．

［3］Cernak I，Vink R，Zapple DN，et al．The pathobiology of moderate diffuse traumatic brain injury as identified using a new experimental model of injury in rats［J］．Neurobiology of disease，2004，17（1）：29-43．

［4］Chen Y，Huang W．Non-impact，blast-induced mild TBI and PTSD：concepts and caveats［J］．Brain Injury，2011，25（7/8）：641-650．

［2015-09-17收稿，2015-10-15修回］ ［本文編輯：韓仲琪］

醫(yī)學論文有關文字、統(tǒng)計表與統(tǒng)計圖三者的關系

文字、統(tǒng)計表與統(tǒng)計圖三者之間是可以根據(jù)需要相互轉換的。特別是統(tǒng)計表，既可完全用文字敘述，也可以用圖形表達。具體用哪一種形式表達，要根據(jù)以下原則進行判斷：（1）同一內容的統(tǒng)計表或統(tǒng)計圖，不應表、圖并用，要么用圖，要么用表。其判斷依據(jù)是，如果要給讀者以精確的數(shù)據(jù)，則用表來表達較好；如果要給讀者以形象直觀的量變關系、發(fā)展趨勢或形象比較，則用圖表達較好。（2）非統(tǒng)計表或圖主要應根據(jù)文字敘述的需要，配上表或圖，以使表達更精練，更方便閱讀理解。（3）不管是統(tǒng)計圖、表還是非統(tǒng)計圖、表，其正文文字表達要求與上述是一致的，即指出圖或表的要點或特征，以引導讀者閱讀、理解，既要避免簡單化，也要避免重復。

摘自《生物醫(yī)學論文寫作》

Establishment of a rabbit model of blast injury in brain

GUO Yun-lin，LIU Jian-ming，LIU Yuan-qin，et al．Dept．of Neuro-surgery，the General Hospital of Chinese PLA，Jinan，Shandong 250031，China

Objective To establish a stable and reliable animal model of brain blast injury．Methods Fifty New Zealand white rabbits were randomly divided into 3 groups：control group（n=5）and experimental group which was again divided into 3．0 cm group and 2．0 cm group depended on the distance of detonation origin far from the brain．The control group did not detonated．The changes in vital signs and pathological changes in damaged brain tissue of animals were observed．Results In 2．0 cm group two animals died immediately，one of epilepsied，one of respiratory arrested and was given chest compressions immediately，its respiratory rate was too fast after respiratory recovery；one became insane after half an hour，the they died all in the experimental day，yet．All animals in 3．0 cm group and control group were survival；pathological examination displayed neuronal cell degeneration and edema in damage area where vascular leakage was very serious．Conclusion Stable severe brain blast injury could be made by improved blast injury model．

Brain；Blast injury；Rabbit model

R642：R651．1+5

A

10．14172/j．issn1671-4008．2016．03．002

濟南軍區(qū)總醫(yī)院院長基金（2012Z001）

250031山東濟南，濟南軍區(qū)總醫(yī)院（郭運林，劉建民，劉元欽，趙傳東，張榮偉）

張榮偉，Email：zrw90＠163．com