王明科, 巴劍波, 武文斌, 徐雄利, 何　佳

(海軍醫(yī)學(xué)研究所， 上海 200433)

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模擬50 m氮氧飽和潛水致兔外耳道損傷及復(fù)方醋酸鋁溶液的保護(hù)作用*

王明科, 巴劍波Δ, 武文斌, 徐雄利, 何佳

(海軍醫(yī)學(xué)研究所， 上海 200433)

目的：探討模擬50 m氮氧飽和暴露對(duì)兔外耳道損傷的情況及復(fù)方醋酸鋁溶液的保護(hù)作用。方法：8只新西蘭白兔分2批50 m氮氧飽和暴露，飽和暴露組每批3只，暴露前5 d開始，左耳滴入復(fù)方醋酸鋁溶液(含2%醋酸的醋酸鋁溶液)，每天2次，每次5滴，保留液體5 min以上。右耳滴入生理鹽水，方法同左耳。隨機(jī)選取2只新西蘭白兔其4只耳為對(duì)照組，同樣方法滴藥，除不實(shí)行加減壓外，其余處理同飽和暴露組。在飽和暴露中觀察動(dòng)物行為學(xué)改變。電子耳鏡觀察外耳道大體形態(tài)變化、照相并取粘膜上皮組織進(jìn)行HE染色，觀察病理變化。結(jié)果：50 m氮氧飽和暴露組動(dòng)物偶有耳朵耷拉下垂、搖頭、搔耳等行為。電子耳鏡觀察50 m氮氧飽和暴露后，兔外耳道粘膜上皮表現(xiàn)為不同程度充血、水腫及粘性分泌物，損傷率為66.67%，復(fù)方醋酸鋁溶液預(yù)先使用有效預(yù)防率達(dá)到100%。結(jié)論：50 m氮氧飽和暴露可致兔外耳道粘膜上皮損傷，復(fù)方醋酸鋁溶液對(duì)此有保護(hù)作用。

飽和潛水；氮氧；外耳道炎；復(fù)方醋酸鋁溶液；保護(hù)作用；新西蘭白兔

飽和潛水是指潛水員持續(xù)停留在某一深度高氣壓環(huán)境下，使惰性氣體在體內(nèi)各組織中達(dá)到飽和的潛水方式，優(yōu)點(diǎn)是可提高作業(yè)效率[1,2]。而外耳道損傷(如急性外耳道炎)是飽和潛水過程中的主要健康威脅之一[3]。潛水員急性外耳道炎(diver acute otitis externa, DAOE)可使?jié)撍畣T疼痛耐受性和工作能力下降，甚至使?jié)撍鳂I(yè)中斷[4]，已成為增加飽和潛水深度的一大阻礙，需要有效的預(yù)防和處理措施。醋酸鋁溶液因具有抑菌、消炎、收斂等作用已在臨床上用于皮炎、中耳炎等的治療[5]，但對(duì)DAOE是否具有保護(hù)作用，國內(nèi)鮮有報(bào)道。本研究擬以新西蘭白兔為研究對(duì)象，探討50 m氮氧飽和暴露對(duì)兔外耳道損傷的情況及自制的復(fù)方醋酸鋁溶液的保護(hù)作用。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及材料

健康無外耳道炎新西蘭白兔8只(由中國人民解放軍海軍醫(yī)學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供)，雄性，體重2.5 kg左右。電子耳鏡，戊巴比妥鈉(由中國人民解放軍海軍醫(yī)學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供)，復(fù)方醋酸鋁溶液及動(dòng)物籠(自制)，埃索組織學(xué)保存處理液(AISO，上海藍(lán)盎科技有限公司)，模擬飽和潛水動(dòng)物實(shí)驗(yàn)艙 (中國人民解放軍海軍醫(yī)學(xué)研究所潛水醫(yī)學(xué)研究室提供)。

1.2實(shí)驗(yàn)分組

將8只新西蘭兔分2批次實(shí)驗(yàn)，每批3只飽和暴露，暴露前5 d開始，左耳滴入復(fù)方醋酸鋁溶液，每天2次，每次5滴，保留液體5 min以上，計(jì)為飽和暴露+藥物組，共6只耳。右耳滴入生理鹽水，方法同左耳，計(jì)為飽和暴露+生理鹽水組，共6只耳。隨機(jī)選取2只新西蘭白兔，其4只耳為對(duì)照組，置于同類實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，供給足量飲水及飲食，同樣方法左耳滴入復(fù)方醋酸鋁溶液，計(jì)為對(duì)照+藥物組，右耳滴入生理鹽水，計(jì)為對(duì)照+生理鹽水組。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1模擬50 m氮氧飽和潛水暴露方案飽和暴露組動(dòng)物置于中國人民解放軍海軍醫(yī)學(xué)研究所潛水醫(yī)學(xué)研究室模擬飽和潛水動(dòng)物實(shí)驗(yàn)艙，啟動(dòng)環(huán)控，使溫度恒定在23℃～27℃，并用風(fēng)機(jī)進(jìn)行艙內(nèi)氣體攪拌，在0.5 h內(nèi)用空氣加壓至25 m，之后用純氮加壓至50 m，停留120 h，期間用純氮補(bǔ)壓、純氧補(bǔ)氧，監(jiān)測(cè)氧分壓和二氧化氮分壓，使氧分壓維持在40～50 kPa，二氧化碳分壓0.5 kPa水平。停留結(jié)束后減壓(表1)。期間供給足量飲水及飲食，并利用艙內(nèi)錄像系統(tǒng)觀察動(dòng)物行為特征。對(duì)照組不實(shí)行加減壓，余同飽和暴露組。

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電子耳鏡觀察組織大體形態(tài)變化及HE染色動(dòng)物進(jìn)艙加壓前后用電子耳鏡進(jìn)行外耳道觀察、照相。減壓完成后以3%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉(60 mg/kg劑量)，常規(guī)消毒后取對(duì)照+生理鹽水組、對(duì)照+藥物組、飽和暴露+生理鹽水組和飽和暴露+藥物組外耳道粘膜上皮組織各2～4塊保存于AISO埃索組織學(xué)保存處理液固定，常規(guī)石蠟包埋及HE染色，每只耳朵取外耳道粘膜上皮組織HE染色切片2張，顯微鏡下觀察其充血、水腫及炎性細(xì)胞浸潤情況并照相。充血情況按無充血、少數(shù)血管充血、大部分血管充血分別以-、+、++表示，水腫情況按無水腫、輕度水腫、明顯水腫分別以按-、+、++表示，炎性細(xì)胞浸潤按無炎癥細(xì)胞、散在炎癥細(xì)胞、較多炎癥細(xì)胞同樣以-、+、++表示。

2　結(jié)果

2.1一般情況及電子耳鏡觀察結(jié)果

新西蘭白兔常規(guī)飼養(yǎng)條件下較安靜，活動(dòng)呼吸自如，無搖頭、搔耳行為。50 m氮氧飽和暴露組新西蘭白兔活動(dòng)呼吸自如，但偶有耳朵耷拉下垂、搖頭、搔耳等行為。電子耳鏡觀察50 m氮氧飽和暴露后生理鹽水組，6只耳朵外耳道有4只出現(xiàn)不同程度充血、水腫及粘性分泌物，損傷率為66.67%，而飽和暴露+藥物組6只耳朵外耳道均未出現(xiàn)充血、水腫及粘性分泌物。藥物有效預(yù)防率為100%。

2.2電子耳鏡外耳道照相結(jié)果

電子耳鏡照相結(jié)果顯示，對(duì)照+生理鹽水組及對(duì)照+藥物組兔外耳道粘膜上皮未見明顯炎癥及粘膜水腫，小血管排列規(guī)則，未見充血(圖1A、圖1B)。飽和暴露+生理鹽水組可見兔外耳道粘膜上皮水腫加重，小血管排列不規(guī)則，出現(xiàn)明顯充血，甚至炎癥分泌物(圖1C)，而預(yù)先使用復(fù)方醋酸鋁溶液后50 m氮氧飽和暴露兔外耳道粘膜上皮水腫明顯減輕，小血管排列規(guī)則，未見充血及炎癥分泌物(圖1D，圖1見彩圖頁Ⅱ)。

2.3HE染色結(jié)果

HE染色結(jié)果顯示，對(duì)照+生理鹽水組及對(duì)照+藥物組兔外耳道粘膜上皮少量散在炎細(xì)胞浸潤，少量小血管充血，粘膜水腫不明顯(圖2A、圖2B)，而飽和暴露+生理鹽水組炎細(xì)胞浸潤增多，大部分小血管充血，粘膜水腫明顯(圖2C)，預(yù)先使用復(fù)方醋酸鋁溶液后炎癥細(xì)胞浸潤、小血管充血及水腫情況均有不同程度減輕(圖2D、表2，圖2見彩圖頁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　討論

DAOE 作為一種急性感染性疾病在飽和潛水條件下常常發(fā)生，如不及時(shí)采取合適的醫(yī)學(xué)干預(yù)措施DAOE的發(fā)生常常不可避免[6]。國外研究發(fā)現(xiàn)，含2%醋酸的醋酸鋁溶液能有效預(yù)防和阻止DAOE的發(fā)生[7]。本室前期研究[8]表明480 m飽和-493 m巡回潛水實(shí)驗(yàn)如不采取醫(yī)學(xué)干預(yù)DAOE的發(fā)生率是50%。本實(shí)驗(yàn)條件下，電子耳鏡及HE染色結(jié)果可見，50 m氮氧飽和暴露后兔外耳道粘膜上皮損傷率為66.67%，而預(yù)先使用復(fù)方醋酸鋁溶液后有效預(yù)防率為100%(6/6)，與前期及國外結(jié)果基本一致。本課題組發(fā)現(xiàn)，炎癥細(xì)胞浸潤、血管充血及粘膜水腫是DAOE發(fā)生發(fā)展的重要病理生理改變，促炎因子增加與抗炎因子降低共同作用是DAOE發(fā)生發(fā)展的重要機(jī)制之一[9]。我們認(rèn)為復(fù)方醋酸鋁溶液可有效預(yù)防DAOE的發(fā)生，但不能完全阻止DAOE，其預(yù)防作用的機(jī)制是復(fù)方醋酸鋁溶液在飽和潛水條件下對(duì)外耳道具有局部收斂、酸化、體外抑菌、使外耳道局部粘膜組織張力下降、有效減輕局部炎癥及疼痛感、緩解癥狀及不會(huì)引起刺激和疼痛等作用[8,10]。隨著飽和暴露深度的加深，對(duì)外耳道粘膜上皮損傷更加明顯，復(fù)方醋酸鋁溶液的預(yù)防作用更加顯現(xiàn)。

本實(shí)驗(yàn)由于模擬飽和潛水動(dòng)物實(shí)驗(yàn)艙容量限制，每次只能容納3只兔子進(jìn)行50 m氮氧飽和暴露實(shí)驗(yàn)，使得可獲得樣本量較少。進(jìn)一步證實(shí)復(fù)方醋酸鋁溶液的預(yù)防作用及上述提到的預(yù)防作用機(jī)制還需要更大樣本量的臨床觀察和基礎(chǔ)研究。

[1]包曉辰, 方以群, 馬駿, 等. 480米氦氧飽和潛水時(shí)粘附分子及腺苷的表達(dá)變化[J]. 中國應(yīng)用生理學(xué)雜志, 2012, 28(5): 422-424.

[2]方以群, 許驥, 陳勇, 等. 海上150 m氦氧飽和-182 m 巡回潛水對(duì)潛水員血漿和尿液CRH、β-EP含量的影響[J]. 中國應(yīng)用生理學(xué)雜志, 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]巴劍波, 陳雙紅, 武文斌, 等. 大深度飽和潛水中潛水員急性外耳道炎的預(yù)防[J]. 中華勞動(dòng)衛(wèi)生職業(yè)病雜志, 2013, 31(1): 62-64.

[9]巴劍波, 王明科, 武文斌, 等. 模擬50 m水深氮氧飽和暴露對(duì)兔外耳道炎癥介質(zhì)表達(dá)的影響[J]. 中華勞動(dòng)衛(wèi)生職業(yè)病雜志, 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

全軍醫(yī)學(xué)科技“十二五”科研面上項(xiàng)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