丁體龍，齊曉林，黃奕江， 郝 建，馬宏昊，吳 楠

·論 著·

血必凈對(duì)水下爆炸實(shí)驗(yàn)兔心肺損傷的治療作用

丁體龍1，齊曉林1，黃奕江1， 郝 建2，馬宏昊3，吳 楠1

目的 研究血必凈對(duì)水下爆炸實(shí)驗(yàn)兔心肺損傷的治療作用。 方法 實(shí)驗(yàn)對(duì)象新西蘭大白兔隨機(jī)分為3組，正常對(duì)照組、爆炸損傷組和血必凈治療組，每組10只。采用中國(guó)科技大學(xué)研制的可控爆炸裝置對(duì)后2組實(shí)驗(yàn)兔心肺部位實(shí)施爆炸，血必凈治療組于爆炸后立即以50 mL/kg血必凈進(jìn)行滴注治療,正常對(duì)照組及爆炸損傷組則以50 mL/kg等滲鹽水滴注，24 h后采集各組標(biāo)本分別檢測(cè)動(dòng)脈血?dú)?、心肺組織病理學(xué)改變、濕/干重比和MMP-9mRNA的表達(dá)情況。 結(jié)果 爆炸損傷組動(dòng)脈血pH為(7.02±1.15)，低于正常對(duì)照組(7.38±1.04)和血必凈治療組(7.21±1.09)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；血氧分壓為(76.91±5.86)mmHg，低于正常對(duì)照組(97.92±15.11)mmHg和血必凈治療組(86.65±8.73)mmHg，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；二氧化碳分壓為(44.81±5.99)mmHg，高于正常對(duì)照組(32.20±3.38)mmHg和血必凈治療組(37.54±3.75)mmHg，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。心組織MMP-9mRNA表達(dá)相對(duì)含量為(29.24±1.87)，高于正常對(duì)照組(1.00±0.15)和血必凈治療組(12.53±0.49)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);肺組織MMP-9mRNA表達(dá)相對(duì)含量為(13.14±0.77)，高于正常對(duì)照組(1.14±0.17)和血必凈治療組(6.24±0.51)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。肺病理?yè)p傷明顯，可見明顯水腫和出血，血必凈治療組病理?yè)p傷有所改善；肺組織濕/干重比為(6.16±2.34)，高于正常對(duì)照組(4.38±0.75)和血必凈治療組(4.62±1.13)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。 結(jié)論 水下爆炸沖擊波可對(duì)實(shí)驗(yàn)兔心肺造成嚴(yán)重?fù)p傷，血必凈可改善其損傷程度。

血必凈；水下爆炸；心肺損傷

水下爆炸與空氣中爆炸有較大區(qū)別，由于水的傳導(dǎo)作用大于空氣，爆炸產(chǎn)生的沖擊波對(duì)生物體的損傷理論上將大于空氣中爆炸，而爆炸產(chǎn)生的粉塵和碎片以及燒傷等損害將小于空氣中爆炸。因此，水下爆炸的主要致傷因素為爆炸沖擊波。為進(jìn)一步探討水下爆炸對(duì)生物體心肺功能的影響，本研究以家兔為研究對(duì)象，采用中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)爆炸力學(xué)實(shí)驗(yàn)室研制的可控爆炸裝置，觀察水下爆炸前后實(shí)驗(yàn)兔心肺功能的變化，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 清潔級(jí)實(shí)驗(yàn)用新西蘭大白兔30只,雌雄不拘，體重(2.30±0.52)kg，由安徽長(zhǎng)臨河醫(yī)藥科技有限公司提供，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證號(hào)：scxk(皖)2006-002。

1.1.2 試劑與儀器 血?dú)夥治霾捎妹腊麪朎poc?血?dú)夥治鱿到y(tǒng)；9800型熒光定量PCR儀為廈門安普利生物技術(shù)公司產(chǎn)品；總RNA提取試劑盒Trizol Reagent購(gòu)自美國(guó)ambion公司(批號(hào)：113705)，一步法實(shí)時(shí)qRT-PCR檢測(cè)試劑盒購(gòu)自北京厚生博泰(UPTECH)公司(批號(hào)：HS0624)，MMP-9及GAPDH內(nèi)參上下游引物及探針均由上海生工生物技術(shù)公司合成，序列如下：MMP-9上游引物：5′-ACACACGACGTCTTCCA-3′,MMP-9下游引物：5′-GAGCTTTGACATCCTGCA-3′,MMP-9探針：5′FAM-CTACTTCTGCCAGGACCGCTTCTTCTG-TAMRA3′,GAPDH上游引物：5′-GCCATCACTGCCACCCA-3′,GAPDH下游引物：5′-CAGTGAGCTTCCCGTTC-3′,GAPDH探針：5′FAM-CCGCCCAGAACATCATCCCTG-TAMRA3′。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)分組 將30只新西蘭兔采用抽簽法隨機(jī)分為3組，正常對(duì)照組，設(shè)10只(n=10)，安靜環(huán)境下正常飼養(yǎng)，避免爆炸聲驚嚇。余20只按事先設(shè)定好的爆炸參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采用抽簽法隨機(jī)抽取10只列為爆炸損傷組(n=10)，另10只爆炸后實(shí)驗(yàn)兔標(biāo)為血必凈治療組，按50 mL/kg體重比例血必凈滴注治療，正常對(duì)照組及爆炸損傷組則以50 mL/kg等滲鹽水滴注，治療后24 h處死。治療前及處死前分別抽動(dòng)脈血作血?dú)夥治?，處死后分別取心肺組織作濕/干比分析、病理組織學(xué)觀察和MMP-9mRNA的表達(dá)。實(shí)驗(yàn)過程中動(dòng)物均存活，無(wú)意外死亡。

1.2.2 爆炸方法 爆炸前以氯胺酮40 mg/kg,氟哌利多1.6 mg/kg經(jīng)肌肉注射麻醉實(shí)驗(yàn)兔[1]，將兔固定于特制的實(shí)驗(yàn)裝置平臺(tái)上，暴露前胸及側(cè)胸壁，其余部位由自行設(shè)計(jì)的保護(hù)裝置進(jìn)行防護(hù)。使用中科大研制的爆炸裝置，并按照爆炸力學(xué)相關(guān)公式及組織病理觀察結(jié)果設(shè)定合理爆炸劑量、距離。爆炸后即刻取出進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

1.2.3 MMP-9mRNA檢測(cè)方法 按Trizol Reagent試劑盒說明書常規(guī)提取總RNA，分光光度計(jì)檢測(cè)計(jì)算其濃度，選取質(zhì)量良好的RNA，按10倍比例進(jìn)行梯度稀釋(5000、500、50、5、0.5 ng)，制作MMP-9和GAPDH基因的標(biāo)準(zhǔn)曲線。反應(yīng)體系：2×One Step qRT-PCR Buffer(with ROX)25 μL，上游引物 1 μL，下游引物 1 μL，探針0.5 μL，模板2 μL，Taq/RTase Mix I 2 μL，RNase free ddH2O 18.5 μL。反應(yīng)條件：45 ℃ 30 min，94 ℃ 3 min，94 ℃ 10 s，54 ℃ 20 s，72 ℃ 20 s，40個(gè)循環(huán)。從標(biāo)準(zhǔn)曲線中選取合適的RNA濃度，本次選取5000 ng。以上述體系和條件對(duì)提取的各組RNA進(jìn)行熒光定量反應(yīng)。獲得的目的基因和內(nèi)參基因的Ct值用ΔΔCt法計(jì)算結(jié)果。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 動(dòng)脈血?dú)夥治?分別從右頸動(dòng)脈取正常對(duì)照組、爆炸損傷組(爆炸后3 min內(nèi))和血必凈治療組(治療后24 h)實(shí)驗(yàn)兔動(dòng)脈血3 mL，作動(dòng)脈血?dú)夥治?，包含?dòng)脈血pH值、氧分壓(PO2)及二氧化碳分壓(PCO2)。

1.3.2 病理組織學(xué)觀察 取左肺中葉和心尖部位，等滲鹽水沖洗干凈后，立即置10%甲醛溶液固定24 h以上，石蠟包埋，切片厚度4～5 μm，HE染色，光鏡下觀察。

1.3.3 心肺組織濕/干重比(W/D) 取左下肺葉和心尖與心底的中間部位，吸干表面雜質(zhì)，天平稱取肺濕重后，置于80 ℃干燥箱烘72 h后稱取干重，計(jì)算濕/干重比。

1.3.4 心肺組織MMP-9mRNA含量檢測(cè) 采用一步法實(shí)時(shí)qRT-PCR檢測(cè)試劑盒(探針法)進(jìn)行檢測(cè)，嚴(yán)格試劑盒說明書和儀器操作規(guī)程操作。

2 結(jié) 果

2.1 動(dòng)脈血?dú)夥治鼋Y(jié)果 與正常對(duì)照組比較，爆炸損傷組血PO2顯著降低，PCO2顯著升高，pH下降(P<0.05)。血必凈治療組各指標(biāo)均得到了明顯改善(P<0.05)。見表1。

組別npHPO2(mmHg)PCO2(mmHg)正常對(duì)照組107 38±1 0497 92±15 1132 20±3 38爆炸損傷組107 02±1 15?76 91±5 86?44 81±5 99?血必凈治療組107 21±1 0986 65±8 7337 54±3 75與正常對(duì)照組和血必凈治療組比較，?P<0 05；1mmHg=0 133kPa

2.2 病理組織學(xué)觀察結(jié)果 光鏡下觀察，爆炸損傷組心肺組織均明顯充血、水腫，中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)。肺組織損傷更為嚴(yán)重，肺泡間質(zhì)內(nèi)見大量細(xì)胞，肺泡腔內(nèi)可見紅細(xì)胞及淡粉色水腫液，甚至灶狀或大片狀出血。血必凈治療后損傷減輕。見圖1、圖2。

2.3 心肺組織濕/干重比(W/D) 爆炸損傷組肺組織W/D比值顯著高于血必凈治療組和正常對(duì)照組(P<0.05)。而心組織W/D比值與另2組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

組別n濕/干重比心肺正常對(duì)照組104 33±0 944 38±0 75爆炸損傷組105 21±0 746 16±2 34?血必凈治療組104 92±0 464 62±1 13與正常對(duì)照組和血必凈治療組比較，?P<0 05

2.4 各組心肺組織MMP-9mRNA檢測(cè)結(jié)果 采用ΔΔCt法計(jì)算各組心肺組織中MMP-9mRNA的相關(guān)含量，爆炸損傷組心肺組織MMP-9mRNA表達(dá)明顯高于其他兩組，血必凈治療組MMP-9mRNA表達(dá)量明顯減少(P<0.05)，見表3。

組別nMMP?9mRNA心肺正常對(duì)照組101 00±0 151 14±0 17爆炸損傷組1029 24±1 87?13 14±0 77?血必凈治療組1012 53±0 496 24±0 51與正常對(duì)照組和血必凈治療組比較，?P<0 05

a:正常對(duì)照組；b:爆炸損傷組；c:血必凈治療組圖1 各組兔心組織病理學(xué)觀察比較(HE ×100)

a:正常對(duì)照組；b:爆炸損傷組；c:血必凈治療組圖2 各組兔肺組織病理學(xué)觀察比較(HE ×100)

3 討 論

沖擊波是炸藥在爆炸時(shí)發(fā)出的巨大壓力，由于水的傳導(dǎo)作用大于空氣，因此水下爆炸時(shí)沖擊波對(duì)機(jī)體的傷害遠(yuǎn)大于空氣爆炸傷。有關(guān)沖擊波作用造成的損傷的診斷、急救、治療是軍事醫(yī)學(xué)和創(chuàng)傷外科研究的重點(diǎn)之一。沖擊波對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的損傷程度主要與炸藥當(dāng)量和爆炸源與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的距離有關(guān)[2-4]。本實(shí)驗(yàn)采用中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)爆炸力學(xué)實(shí)驗(yàn)室自主研制的爆炸裝置，可對(duì)爆炸當(dāng)量進(jìn)行嚴(yán)格控制和監(jiān)測(cè)，并通過預(yù)實(shí)驗(yàn)確定爆心與實(shí)驗(yàn)兔的距離，確保實(shí)驗(yàn)對(duì)象在實(shí)驗(yàn)過程中全部存活，觀察水下爆炸沖擊波對(duì)實(shí)驗(yàn)兔心肺的損傷作用，并采用血必凈對(duì)傷兔進(jìn)行治療，探討血必凈在爆炸傷的應(yīng)用。

水下爆炸不同于空氣中爆炸，有其獨(dú)特的特點(diǎn)，空氣中爆炸常見的致傷因素如燒傷、碎片損傷及粉塵造成的窒息等，水下爆炸則很少見，其主要致傷因素是沖擊波損傷，通常從體表看不出明顯創(chuàng)傷。主要表現(xiàn)為缺氧癥狀，如口唇、耳部皮膚發(fā)紺、呼吸急促等，符合家兔急性肺損傷表現(xiàn)[5]。病理觀察結(jié)果提示，爆炸后實(shí)驗(yàn)兔心肺組織均受到了損傷，大量炎細(xì)胞浸潤(rùn)，符合急性創(chuàng)傷的病理特點(diǎn)。采用血必凈治療24 h后，炎癥反應(yīng)明顯減輕。濕/干重比是反應(yīng)炎癥性損傷的一個(gè)重要指標(biāo)，研究中我們發(fā)現(xiàn)肺組織損傷后腫脹明顯，濕/干重比顯著大于正常對(duì)照組和治療組，但心組織濕/干重比與另2組比較卻無(wú)顯著差異，提示空腔臟器在沖擊波作用下?lián)p傷會(huì)更嚴(yán)重。從動(dòng)脈血?dú)夥治鼋Y(jié)果來看，爆炸損傷組氧分壓降低，二氧化碳分壓升高，pH值降低，與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[6-7]，提示爆炸已使肺功能受損，導(dǎo)致機(jī)體缺氧，從而進(jìn)一步加重了損傷程度。

MMP-9與組織損傷關(guān)系密切，研究發(fā)現(xiàn)，MMP-9是以酶原的形式從胞內(nèi)分泌到胞外的，在體外，MMP-9通過有機(jī)汞制劑反應(yīng)才有活性，在體內(nèi)則須經(jīng)一系列蛋白酶級(jí)聯(lián)而激活[8]。MMP-3可能是MMP-9最有效的激活劑[9]。此外，MMP-9可通過釋放血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)以參與血管生成[10]。本實(shí)驗(yàn)中我們看到，爆炸后心肺組織MMP-9mRNA表達(dá)明顯增高，血必凈治療組則相對(duì)較低，表明血必凈可以抑制炎癥因子。血必凈注射液的主要成份為赤芍、川芎、丹參、紅花和當(dāng)歸等活血化瘀藥[11]，通過抗炎和糾正凝血功能，可減少多器官功能障礙綜合征的發(fā)生，在爆炸傷的救治中有顯著療效。由于心肺是爆炸沖擊波的主要靶器官，因此，在處理爆破作業(yè)、面對(duì)恐怖襲擊和處理易爆危險(xiǎn)品時(shí)，胸腹部的防護(hù)非常重要[12]，防護(hù)用具應(yīng)采用高強(qiáng)度、低彈性的軟質(zhì)材料，并以充氣式防護(hù)帶效果較好?？傊?，爆炸沖擊波是一種嚴(yán)重的創(chuàng)傷，必須積極做好防護(hù)和救治措施。

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(本文編輯：葉華珍； 英文編輯：王建東)

The therapeutical effect of Xuebijing on cardiopulmonary injury rabbits by underwater explosion

DING Ti-long1, QI Xiao-lin1, HUANG Yi-jiang1, HAO Jian2, MA Hong-hao3, WU Nan1

(1.LaboratoryCenter,the123thHospitalofPLA,Bengbu233015,Anhui,China; 2.DepartmentofCardiopulmonaryRehabilitation,HangzhouSanatoriumofPLA,Hangzhou310007,Zhejiang,China;3.DepartmentofModernMechanics,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230022,Anhui,China)

Objective To study the therapeutical effect of Xuebijing on cardiopulmonary injury rabbits by underwater explosion. Methods All the New Zealand rabbits were divided randomly into three groups: normal control group, blast injury group and Xuebijing treated group. There were 10 rabbits in each group. Controllable explosion device invented by University of Science and Technology of China was applied to blast the cardiopulmonary parts of rabbits in blast injury group and Xuebijing treated group, Xuebijing (50 mL/kg) was dripped immediately after the explosion in Xuebijing treated group while the same rat saline was dripped in the other two groups. Arterial blood gas, cardiopulmonary tissue pathology and wet/dry weight ratio, the expression of MMP-9 mRNA were respectively detected in each group. Results The pH in artery of blast injury group was (7.02±1.15), lower than those of normal control group (7.38±1.04) and Xuebijing treated group (7.21±1.09). PO2of blast injury group was (76.91±5.86) mmHg, lower than those of normal control group (97.92±15.11) mmHg and Xuebijing treated group (86.65±8.73) mmHg.PCO2of blast injury group was (44.81±5.99) mmHg, lower than those of normal control group(32.20±3.38) mmHg and Xuebijing treated group(37.54±3.75) mmHg.The relative amount of MMP-9 expressed in heart tissue of blast injury group was (29.24±1.87), higher than those of normal control group (1.00±0.15) and Xuebijing treated group(12.53±0.49). The relative amount of MMP-9 expressed in lung tissue of blast injury group was (13.14±0.77), higher than those of normal control group (1.14±0.17) and Xuebijing treated group(6.24±0.51). Path- ological change of lung in blast injury groupwas found obviously pneumonedema and hemorrhage, but the damage improved in Xuebijing treated group, wet/dry weight ratio of lung was (6.16±2.34), higher than those of normal control group(4.38±0.75) and Xuebijing treated group (4.62±1.13). The difference among the groups above were statistically significant (P<0.05).Conclusion Underwater explosion shock wave can cause serious cardiopulmonary damage to the experimental rabbits and Xuebijing injection has obvious curative effect to blast injury.

Xuebijing; Underwater explosion; Cardiopulmonary injury

1. 233015蚌埠，解放軍第123醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室；2. 310007杭州，解放軍杭州療養(yǎng)院心肺康復(fù)科；3. 230022合肥，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代力學(xué)系

齊曉林，E-mail：xlqjs2010@126.com

丁體龍，齊曉林，黃奕江,等.血必凈對(duì)水下爆炸實(shí)驗(yàn)兔心肺損傷的治療作用[J].東南國(guó)防醫(yī)藥，2017,19(3):239-242.

R459.7

A

1672-271X(2017)03-0239-04

10.3969/j.issn.1672-271X.2017.03.004

2017-02-26;

2017-04-18)