颅脑爆震伤兔模型的建立＊

郭运林，刘建民，刘元钦，赵传东，张荣伟

颅脑爆震伤兔模型的建立＊

郭运林，刘建民，刘元钦，赵传东，张荣伟＊

目的 建立一种稳定可靠的颅脑爆震伤动物模型。方法 新西兰大白兔15只，对照组5只，其余随机分为2组为实验组，再根据爆震源与颅脑距离分为2．0 cm组及3．0 cm组；对照组无致伤，其余操作与实验组相同；观察动物生命体征变化以及损伤脑组织病理变化。结果 2．0 cm组即刻死亡2只，1只发生肢体抽搐癫样发作，1只出现呼吸骤停，给予立即按压胸廓后，呼吸恢复后频率偏快，1只0．5 h后出现躁动，3只均当天死亡。对照组和3．0 cm组动物均存活，病理提示损伤区神经细胞变性水肿，血管周围渗出明显。结论 通过改良爆震伤模型可制作稳定重型颅脑爆震伤。

颅脑；爆震伤；兔模型

兔、鼠、犬、羊、猪等动物都曾作为爆震伤模型动物，目前仍缺乏标准公认且简单、可重复性好的方案，本研究利用改良式发令枪制作兔颅脑爆震伤模型，为研究和治疗颅脑爆震伤提供实验基础，现报告如下。

1 材料与方法

1．1 材料与动物分组改良式发令枪，每颗发令弹相当于20 mg TNT当量 （（重庆长江电工厂提供），15只新西兰大白兔（山东省中医药大学试验动物中心提供），体重1．8～2．6 kg，雌雄不限。将动物依据发令枪与兔硬脑膜垂直距离随机分为2组实验组，每组5只；另有对照组5只。

1．2 模型制作2%戊巴比妥钠以1 mg／kg剂量经兔耳缘静脉成功麻醉后，头部剃毛，心前区贴覆电极，兔腹卧于固定板上，发令枪管口距离硬脑膜距离分别为2．0 cm、3．0 cm，在平面上位于中线旁0．5 cm及双耳连线前1．0 cm处，开0．8 cm×0．5 cm骨瓣开口暴露硬脑膜。动物致伤后行头皮缝合术。

1．3 生理指标观察兔致伤后呼吸、心率变化。记录各组兔存活情况，记录呼吸暂停时间、恢复时间及伤后心率变化等。

1．4 脑组织病理学检查死亡兔立刻取脑组织，存活动物2 h后去脑组织分别行病理检查，于爆震中心旁0．3 cm，取0．5 cm×0．5 cm脑组织，10%的甲醛溶液固定后，常规石蜡包埋、切片、HE染色，光镜检查。

1．5 神经行为评分评分标准包括：（1）自主活动的程度；（2）左前肢偏瘫；（3）提尾时左前肢伸不直；（4）抗侧推能力；（5）向左倾斜度；（6）向左环行度；（7）对触须的反应。以上指标无异常为0分，中等异常为1分，严重异常为2分，将各项评分相加，总分为0～14分。

1．6 动物行为学评定0分：无神经损伤症状；1分：不能完全伸展对侧前爪；2分：向瘫痪侧转圈；3分：向对侧倾倒；4分：不能自发行走，意识丧失。

1．7 动物神经损伤严重缺损评分0分：神经功能正常；1分：轻度神经功能缺损 （提尾时左前肢屈曲）；2分：中度神经功能缺损（行走时向左侧转圈）；3分：中度神经功能缺损（向左侧倾斜）；4分：无自发行走，意识减退；5分：与缺血有关的死亡。

1．8 统计学分析实验各项数据指标均采用均数标准差（±s）表示，数据通过SPSS 21．0软件进行方差分析，P＜0．05差异具有统计学意义。

2 结果

2．1 兔爆震伤后神经行为、动物行为及神经损伤严重缺损评分评分如图1所示，爆震伤实验组评分明显高于对照组分值（P＜0．05），且明显达到颅脑严重损伤标准，对照组动物正常处于正常。

图 1 兔重型颅脑爆震伤脑损伤程度评分

2．2 爆震伤后生理情况如图2所示，2．0组2只即刻呼吸、心搏骤停，双瞳孔散大固定，光反射消失，血压未测出，抢救无效死亡；1只出现呼吸骤停，持续5 min，经胸廓按压后，呼吸恢复仍偏快；实验组其余动物均出现起初呼吸深慢后加快（P＜0．05）。实验组存活动物心率较对照组明显降低，0．5 h降至最低 （83．2±11．6）次／min明显低于对照组 （P＜0．05），后逐渐恢复仍低于对照组（P＜0．05），如图3所示。

图 2 动物呼吸时间变化曲线

图 3 动物呼吸时间变化曲线

2．3 脑组织病理变化2．0 cm组致伤后立即去兔脑组织观察，广泛脑组织挫裂伤，血管破裂及脑组织碎裂明显，5只均存在创伤性硬膜下血肿，2只可见脑干损伤。光镜下可见3．0 cm组皮质出现损伤性血管出血，局部脑组织肿胀，爆震伤灶与周围脑组织边界清楚。光镜下局部脑组织病理切片显示如图4所示，脑损伤致神经细胞周围染色较浅或者未见明显染色现象，微血管周围病理切片可见浅染色区域，存在于血管走形部位，说明神经细胞周围存在水肿带，细胞周围水肿明显，微血管外周围浅染区说明血管间隙扩大，血管周围存在炎症反应及水肿带。图4还可见神经细胞和神经胶质细胞内变化，胞内可见囊状无染色空泡存在，说明胞内细胞器损伤或者裂解，细胞损伤后水肿明显。脑组织病理切片显示颅脑损伤较重，已经完全达到重型颅脑损伤病理水平。

图 4 光镜下局部脑组织病理所见

3 讨论

现代战争中，颅脑爆震伤为主要致伤形式，加之作战形式多样，颅脑爆震伤数量显著增加。但颅脑爆震伤具有高致残率、高致死率，同时具有病理机制复杂等特点。因此，笔者运用改良颅脑爆震伤模型制作兔重型颅脑爆震伤，以期为颅脑爆震伤的研究提供实验基础。

选择兔作为研究颅脑爆震伤实验动物，兔等小型动物多用于单纯观察研究，避免因个体过小难于致爆和监测，同时也增加了爆震伤模型制作成功率，对损伤病灶肉眼观察，病理组织HE切片细胞学观察，检测炎性因子或者有害物质，阐述爆震伤后局部脑组织反应性变化及进而探究死亡原因，更加准确地模拟爆震伤后病理变化。Lockhart等［1］研究揭示爆震源与头部距离越近，动物死亡率越高，呈现出负相关趋势，头部姿势未发现与死亡率有相关性。因此实验动物没有固定特殊头部位置，采取俯卧常规头部固定定位。2．0 cm实验组制作重型颅脑爆震伤模型时，因爆震源距离距脑组织过近，导致实验动物立即出现呼吸、心跳停止，经心肺复苏未能抢救成功，考虑为爆震距离不当导致原发性脑干伤导致。爆震伤早期，血管源性脑水肿是主要症状，Carey等［2］认为，闭合性颅脑伤后脑充血学说同样适合于颅脑火器伤。推测颅脑爆震伤后瞬间和早期颅内压升高主要是由于脑充血引起的，随后出现的持续颅内压升高则与血管源性脑水肿有关。然而导致后期脑水肿的主要原因发生改变，神经元和胶质细胞缺血缺氧和炎症介质的释放引起脑组织细胞破坏产生细胞毒性脑水肿［3］，后者成为为脑水肿主要原因。

颅脑爆震伤后立即行神经行为、动物行为及动物神经损伤严重缺损评分，三项评分结合脑组织病理切片，颅脑损伤已达到重型颅脑损伤标准。动物呼吸时间变化曲线呈现先减慢后加快趋势，也可说明重型颅脑损伤迹象。原发性或者继发性脑血管反应产生相应并发症，血管破裂出血，血脑屏障不同程度受到破坏，胶质反应性变化，神经胶质或者细胞变性等［4］。爆震伤后组织病理切片光镜下可见，神经元和胶质细胞内有明显空泡样物质，说明水肿及变性明显，同时毛细血管间隙周围染色浅或者无着色，说明血管间隙扩大。组织病理、生命体征及神经行为功能学表现均达到重型颅脑爆震伤标准。

该实验设置两组距离分别致爆，2.0 cm组脑挫伤非常明显，存活时间非常短，接近全部死亡，病理解剖脑组织出血明显，深部脑组织甚至脑干处可见挫伤，本实验通过调节动物与致伤物的距离来调整致伤能量，通过神经损伤功能评分结合病理切片明确颅脑损伤程度。能够较为真实地模拟爆震伤，模型简单，操作方便，可重复性好。

［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，Farrell 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］ ［本文编辑：韩仲琪］

医学论文有关文字、统计表与统计图三者的关系

文字、统计表与统计图三者之间是可以根据需要相互转换的。特别是统计表，既可完全用文字叙述，也可以用图形表达。具体用哪一种形式表达，要根据以下原则进行判断：（1）同一内容的统计表或统计图，不应表、图并用，要么用图，要么用表。其判断依据是，如果要给读者以精确的数据，则用表来表达较好；如果要给读者以形象直观的量变关系、发展趋势或形象比较，则用图表达较好。（2）非统计表或图主要应根据文字叙述的需要，配上表或图，以使表达更精练，更方便阅读理解。（3）不管是统计图、表还是非统计图、表，其正文文字表达要求与上述是一致的，即指出图或表的要点或特征，以引导读者阅读、理解，既要避免简单化，也要避免重复。

摘自《生物医学论文写作》

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

济南军区总医院院长基金（2012Z001）

250031山东济南，济南军区总医院（郭运林，刘建民，刘元钦，赵传东，张荣伟）

张荣伟，Email：zrw90＠163．com