模拟50 m氮氧饱和潜水致兔外耳道损伤及复方醋酸铝溶液的保护作用*

王明科, 巴剑波, 武文斌, 徐雄利, 何　佳

(海军医学研究所， 上海 200433)



模拟50 m氮氧饱和潜水致兔外耳道损伤及复方醋酸铝溶液的保护作用*

王明科, 巴剑波Δ, 武文斌, 徐雄利, 何佳

(海军医学研究所， 上海 200433)

目的：探讨模拟50 m氮氧饱和暴露对兔外耳道损伤的情况及复方醋酸铝溶液的保护作用。方法：8只新西兰白兔分2批50 m氮氧饱和暴露，饱和暴露组每批3只，暴露前5 d开始，左耳滴入复方醋酸铝溶液(含2%醋酸的醋酸铝溶液)，每天2次，每次5滴，保留液体5 min以上。右耳滴入生理盐水，方法同左耳。随机选取2只新西兰白兔其4只耳为对照组，同样方法滴药，除不实行加减压外，其余处理同饱和暴露组。在饱和暴露中观察动物行为学改变。电子耳镜观察外耳道大体形态变化、照相并取粘膜上皮组织进行HE染色，观察病理变化。结果：50 m氮氧饱和暴露组动物偶有耳朵耷拉下垂、摇头、搔耳等行为。电子耳镜观察50 m氮氧饱和暴露后，兔外耳道粘膜上皮表现为不同程度充血、水肿及粘性分泌物，损伤率为66.67%，复方醋酸铝溶液预先使用有效预防率达到100%。结论：50 m氮氧饱和暴露可致兔外耳道粘膜上皮损伤，复方醋酸铝溶液对此有保护作用。

饱和潜水；氮氧；外耳道炎；复方醋酸铝溶液；保护作用；新西兰白兔

饱和潜水是指潜水员持续停留在某一深度高气压环境下，使惰性气体在体内各组织中达到饱和的潜水方式，优点是可提高作业效率[1,2]。而外耳道损伤(如急性外耳道炎)是饱和潜水过程中的主要健康威胁之一[3]。潜水员急性外耳道炎(diver acute otitis externa, DAOE)可使潜水员疼痛耐受性和工作能力下降，甚至使潜水作业中断[4]，已成为增加饱和潜水深度的一大阻碍，需要有效的预防和处理措施。醋酸铝溶液因具有抑菌、消炎、收敛等作用已在临床上用于皮炎、中耳炎等的治疗[5]，但对DAOE是否具有保护作用，国内鲜有报道。本研究拟以新西兰白兔为研究对象，探讨50 m氮氧饱和暴露对兔外耳道损伤的情况及自制的复方醋酸铝溶液的保护作用。

1　材料与方法

1.1实验动物及材料

健康无外耳道炎新西兰白兔8只(由中国人民解放军海军医学研究所实验动物中心提供)，雄性，体重2.5 kg左右。电子耳镜，戊巴比妥钠(由中国人民解放军海军医学研究所实验动物中心提供)，复方醋酸铝溶液及动物笼(自制)，埃索组织学保存处理液(AISO，上海蓝盎科技有限公司)，模拟饱和潜水动物实验舱 (中国人民解放军海军医学研究所潜水医学研究室提供)。

1.2实验分组

将8只新西兰兔分2批次实验，每批3只饱和暴露，暴露前5 d开始，左耳滴入复方醋酸铝溶液，每天2次，每次5滴，保留液体5 min以上，计为饱和暴露+药物组，共6只耳。右耳滴入生理盐水，方法同左耳，计为饱和暴露+生理盐水组，共6只耳。随机选取2只新西兰白兔，其4只耳为对照组，置于同类实验舱内，供给足量饮水及饮食，同样方法左耳滴入复方醋酸铝溶液，计为对照+药物组，右耳滴入生理盐水，计为对照+生理盐水组。

1.3实验方法

1.3.1模拟50 m氮氧饱和潜水暴露方案饱和暴露组动物置于中国人民解放军海军医学研究所潜水医学研究室模拟饱和潜水动物实验舱，启动环控，使温度恒定在23℃～27℃，并用风机进行舱内气体搅拌，在0.5 h内用空气加压至25 m，之后用纯氮加压至50 m，停留120 h，期间用纯氮补压、纯氧补氧，监测氧分压和二氧化氮分压，使氧分压维持在40～50 kPa，二氧化碳分压0.5 kPa水平。停留结束后减压(表1)。期间供给足量饮水及饮食，并利用舱内录像系统观察动物行为特征。对照组不实行加减压，余同饱和暴露组。

Tab. 1Decompression schedules for 50 m nitrogen-oxygen saturated exposure

Depth(m)MediaTime(h:min)45N2(O2,asrequired)0:1040N2(O2,asrequired)0:1535N2(O2,asrequired)0:2030N2(O2,asrequired)0:3025N2(O2,asrequired)0:4520Air1:0015Air1:1510Air1:306Air1:453Air2:00

1.3.2电子耳镜观察组织大体形态变化及HE染色动物进舱加压前后用电子耳镜进行外耳道观察、照相。减压完成后以3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉(60 mg/kg剂量)，常规消毒后取对照+生理盐水组、对照+药物组、饱和暴露+生理盐水组和饱和暴露+药物组外耳道粘膜上皮组织各2～4块保存于AISO埃索组织学保存处理液固定，常规石蜡包埋及HE染色，每只耳朵取外耳道粘膜上皮组织HE染色切片2张，显微镜下观察其充血、水肿及炎性细胞浸润情况并照相。充血情况按无充血、少数血管充血、大部分血管充血分别以-、+、++表示，水肿情况按无水肿、轻度水肿、明显水肿分别以按-、+、++表示，炎性细胞浸润按无炎症细胞、散在炎症细胞、较多炎症细胞同样以-、+、++表示。

2　结果

2.1一般情况及电子耳镜观察结果

新西兰白兔常规饲养条件下较安静，活动呼吸自如，无摇头、搔耳行为。50 m氮氧饱和暴露组新西兰白兔活动呼吸自如，但偶有耳朵耷拉下垂、摇头、搔耳等行为。电子耳镜观察50 m氮氧饱和暴露后生理盐水组，6只耳朵外耳道有4只出现不同程度充血、水肿及粘性分泌物，损伤率为66.67%，而饱和暴露+药物组6只耳朵外耳道均未出现充血、水肿及粘性分泌物。药物有效预防率为100%。

2.2电子耳镜外耳道照相结果

电子耳镜照相结果显示，对照+生理盐水组及对照+药物组兔外耳道粘膜上皮未见明显炎症及粘膜水肿，小血管排列规则，未见充血(图1A、图1B)。饱和暴露+生理盐水组可见兔外耳道粘膜上皮水肿加重，小血管排列不规则，出现明显充血，甚至炎症分泌物(图1C)，而预先使用复方醋酸铝溶液后50 m氮氧饱和暴露兔外耳道粘膜上皮水肿明显减轻，小血管排列规则，未见充血及炎症分泌物(图1D，图1见彩图页Ⅱ)。

2.3HE染色结果

HE染色结果显示，对照+生理盐水组及对照+药物组兔外耳道粘膜上皮少量散在炎细胞浸润，少量小血管充血，粘膜水肿不明显(图2A、图2B)，而饱和暴露+生理盐水组炎细胞浸润增多，大部分小血管充血，粘膜水肿明显(图2C)，预先使用复方醋酸铝溶液后炎症细胞浸润、小血管充血及水肿情况均有不同程度减轻(图2D、表2，图2见彩图页Ⅱ)。

Tab. 2Statistical table of vascular engorgement, mucosal edema and inflammatory cell infiltration after 50 m nitrogen-oxygen saturated exposure on external auditory canal in rabbit revealed by HE staining

GroupVascularengorgement-+++Mucosaledema-+++Inflammatorycellinfiltration-+++Control+saline220310400Control+drug130400400Saturatedexposure+saline165183075Saturatedexposure+drug19211101200

3　讨论

DAOE 作为一种急性感染性疾病在饱和潜水条件下常常发生，如不及时采取合适的医学干预措施DAOE的发生常常不可避免[6]。国外研究发现，含2%醋酸的醋酸铝溶液能有效预防和阻止DAOE的发生[7]。本室前期研究[8]表明480 m饱和-493 m巡回潜水实验如不采取医学干预DAOE的发生率是50%。本实验条件下，电子耳镜及HE染色结果可见，50 m氮氧饱和暴露后兔外耳道粘膜上皮损伤率为66.67%，而预先使用复方醋酸铝溶液后有效预防率为100%(6/6)，与前期及国外结果基本一致。本课题组发现，炎症细胞浸润、血管充血及粘膜水肿是DAOE发生发展的重要病理生理改变，促炎因子增加与抗炎因子降低共同作用是DAOE发生发展的重要机制之一[9]。我们认为复方醋酸铝溶液可有效预防DAOE的发生，但不能完全阻止DAOE，其预防作用的机制是复方醋酸铝溶液在饱和潜水条件下对外耳道具有局部收敛、酸化、体外抑菌、使外耳道局部粘膜组织张力下降、有效减轻局部炎症及疼痛感、缓解症状及不会引起刺激和疼痛等作用[8,10]。随着饱和暴露深度的加深，对外耳道粘膜上皮损伤更加明显，复方醋酸铝溶液的预防作用更加显现。

本实验由于模拟饱和潜水动物实验舱容量限制，每次只能容纳3只兔子进行50 m氮氧饱和暴露实验，使得可获得样本量较少。进一步证实复方醋酸铝溶液的预防作用及上述提到的预防作用机制还需要更大样本量的临床观察和基础研究。

[1]包晓辰, 方以群, 马骏, 等. 480米氦氧饱和潜水时粘附分子及腺苷的表达变化[J]. 中国应用生理学杂志, 2012, 28(5): 422-424.

[2]方以群, 许骥, 陈勇, 等. 海上150 m氦氧饱和-182 m 巡回潜水对潜水员血浆和尿液CRH、β-EP含量的影响[J]. 中国应用生理学杂志, 2003, 19 (4): 371,382.

[3]Ahlén C, Mandal LH, Iversen OJ. Identification of infectious Pseudomonas aeruginosa strains in an occupational saturation diving environment[J].OccupEnvironMed, 1998, 55(7): 480-484.

[4]Alcock SR. Acute otitis externa in divers working in the North Sea: a microbiological survey of seven saturation dives[J].JHyg(Lond), 1977, 78(3): 395-409.

[5]Hyo Y, Yamada S, Ishimatsu M,etal. Antimicrobial effects of Burow's solution on Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa[J].MedMolMorphol, 2012, 45(2): 66-71.

[6]Hamilton-Farrell M, Bhattacharyya A. Barotrauma[J].Injury, 2004, 35 (4): 359-370.

[7]Raymond L, Spaur WH, Thalmann ED. Prevention of divers' ear[J].BrMedJ, 1978, 1(6104): 48.

[8]巴剑波, 陈双红, 武文斌, 等. 大深度饱和潜水中潜水员急性外耳道炎的预防[J]. 中华劳动卫生职业病杂志, 2013, 31(1): 62-64.

[9]巴剑波, 王明科, 武文斌, 等. 模拟50 m水深氮氧饱和暴露对兔外耳道炎症介质表达的影响[J]. 中华劳动卫生职业病杂志, 2015, 33(2): 126-128.

[10]Food and Drug Administration, HHS. Astringent drug products that produce aluminum acetate; skin protectant drug products for over-the-counter human use; technical amendment. Final rule; technical amendment[J].FedRegist, 2009, 74(43): 9759-9765.

saturation diving;nitrogen-oxygen;otitis externa;compound aluminium acetate solution;protective effect

全军医学科技“十二五”科研面上项目(CWS11J183)

2014-12-30

2015-10-09

△Tel: 021-81883193; E-mail: bevon@126.com

R764.1;R840.5

A

1000-6834(2016)01-058-03

10.13459/j.cnki.cjap.2016.01.015