陳肖松，張 淦，劉勝杰，王 智，陳聰聰

中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九〇一醫(yī)院骨一科,合肥 233031

海水浸泡傷常見于海戰(zhàn)及登陸作戰(zhàn)中，相關(guān)研究顯示，大規(guī)模登陸作戰(zhàn)總減員占40%～50%，而傷員發(fā)生概率達70%～80%[1]。機體受火器傷后，局部組織遭到嚴重破壞，經(jīng)海水浸泡可加劇受傷組織過氧化脂質(zhì)反應(yīng)，抑制抗氧化物酶活性，從而導(dǎo)致能量代謝障礙和細胞膜酶活性下降，過度炎癥反應(yīng)明顯，影響受損組織的修復(fù)[2]，使得病情更復(fù)雜，致殘率及病死率也將更高。因此，本實驗擬建立槍彈傷致肢體開放性骨缺損合并海水浸泡兔模型，觀察其損傷情況及病理生理變化，為今后海水環(huán)境下四肢戰(zhàn)創(chuàng)傷救治研究提供理論依據(jù)。

材料與方法

1 動物及分組

選擇20只日本大耳家兔，由安徽醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供[許可證號：SYXK(皖)2017-006]，體重(2.5±0.4)kg，實驗期間動物分籠飼養(yǎng)于安徽醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心室內(nèi)。本研究獲安徽醫(yī)科大學(xué)倫理委員會審批(批號：202004001)。按隨機數(shù)字表法將實驗動物隨機分為A、B兩組，每組10只，A組為空白對照組，B組為海水浸泡組。

2 實驗儀器及試劑

本實驗所使用海水為人工海水，配比方法及主要指標[3]：氯化鈉(NaCl)22.260g/L、硫酸鎂(MgSO)43.248g/L、氯化鈣(CaCl)21.153g/L、碳酸氫鈉(NaHCO)30.198g/L、氯化鉀(KCl)0.721g/L等，滲透壓(1250±12)mmol/L、酸堿度(pH值)8.2、鈉(Na+)濃度(630±53)mmol/L、平均密度為1.025g/cm3。BL420型生理信號采集分析系統(tǒng)(成都泰盟軟件有限公司)；Olympus光學(xué)顯微鏡(日本)；西門子DR雙板YSIO型X線攝片機(德國)；Taiva-R139轉(zhuǎn)輪式石蠟切片機(湖北)。槍支及彈丸指標：中國東風速射運動手槍SS04型，口徑為5.6mm，初速(V10)為(227±7.61)m/s，使用直徑5.6mm槍彈。20%烏拉坦注射液(國藥集團化學(xué)試劑有限公司，批號20210907)及相關(guān)實驗輔助試劑均由安徽盛銘醫(yī)藥有限公司提供。

3 方法

將20%烏拉坦(4mg/kg)通過耳緣靜脈注射進行麻醉，將實驗動物固定于支架上，隨機擇單側(cè)后肢對準股骨中段進行槍擊，槍口距離20cm，造成股骨開放性骨缺損，傷后各組患肢均簡單固定及包扎，連接監(jiān)護儀。A組曠置1h；B組將兔整體浸泡于人工海水1h，容器為50L容積的儲物箱，人工海水總量以僅露出兔頸以上部位為準，水溫控制在21℃，室溫25℃[3]。于遠心端結(jié)扎兔左側(cè)頸總動脈，靠近遠心端結(jié)扎處作一切口，向心臟方向?qū)用}插管插入動脈，并進行結(jié)扎，連接BL420型(信號采集分析系統(tǒng))。

各組動物于傷后1h行傷肢X線攝片，攝片后處死，離斷槍擊傷的肢體，截取以傷口為中心上下2cm彈道傷周圍區(qū)域的骨及軟組織，10%的甲醛處理標本，固定24h，硝酸溶液脫鈣，制成石蠟切片，厚度5μm。

4 觀察指標

統(tǒng)計傷后動物死亡情況、患肢傷道情況。行X線攝片，觀察槍彈傷造成股骨骨折及骨缺損的情況。以槍擊時間為基點(A組曠置1h，B組海水浸泡1h)，傷后即刻和1h監(jiān)測記錄兩組動物呼吸、心率、血壓等生命體征指標變化。將動物傷肢標本石蠟切片行HE染色后，顯微鏡下觀察標本傷道周圍骨及軟組織受損狀況。

5 統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

1 一般情況

兩組實驗動物均造成傷肢槍彈穿透傷，傷道入口及出口處周圍皮膚及肌肉組織均有燒灼表現(xiàn)，入口較小，均<0.5cm，形狀較規(guī)則，出口較大，均約2cm，邊緣呈撕裂狀，并且出口處可見斷裂的股骨骨質(zhì)外露，斷端附近可見游離骨塊，大小不等，斷端處缺損范圍約1.5cm。槍彈致傷后觀察60min，兩組動物均未出現(xiàn)死亡，B組動物傷道經(jīng)人工海水浸泡60min后，與A組動物比較，傷道周圍軟組織炎癥反應(yīng)較重，水腫更明顯。見圖1。

圖1 實驗動物槍擊后傷口情況。a.槍擊后動物照片；b.傷道入口，形狀較規(guī)則;c.A組動物曠置60min后傷道出口;d.B組動物經(jīng)人工海水浸泡60min后傷道出口

2 影像學(xué)觀察

兩組實驗動物傷肢X線片顯示：股骨干呈粉碎性骨折，并伴有骨質(zhì)缺損，斷端附近可見游離骨塊，大小不等。部分標本可見彈頭碎裂后的高密度影，兩組動物在傷后1h攝片無明顯區(qū)別。見圖2。

圖2 槍彈傷后實驗動物股骨X線片檢查情況。a.A組動物傷后1h X線片;b.B組動物傷后1h X線片，a與b均為股骨粉碎性骨折，兩者無明顯區(qū)別

3 生命體征

傷后1h，兩組動物呼吸頻率均升高，A組呼吸頻率變化差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，B組呼吸頻率變動差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；兩組動物心率在傷后1h均增高，A組心率變化差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，B組變化差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；A組動物在傷后1h血壓無明顯變化，B組動物血壓在傷后1h升高，收縮壓及舒張壓變化差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組傷后即時及傷后1h生命體征指標的變化比較

4 組織學(xué)觀察

病理切片光鏡下觀察顯示，兩組動物患肢傷道周圍均可見原發(fā)傷道區(qū)、挫傷區(qū)及震蕩區(qū)。兩組原發(fā)傷道區(qū)均為壞死組織，無正常組織結(jié)構(gòu)。A組挫傷區(qū)部分肌纖維斷裂，變性壞死，主要表現(xiàn)為橫紋消失、胞漿內(nèi)出現(xiàn)大量空泡，肌漿染色不均或呈明顯嗜酸性，胞核消失或排列紊亂，可見核碎裂。間質(zhì)血管淤血，出血，有少量炎細胞浸潤。震蕩區(qū)肌纖維不同程度的變性，局灶性溶解性壞死。間質(zhì)輕度水腫，血管淤血，見少量紅細胞和炎細胞。B組挫傷區(qū)肌纖維大片壞死，部分區(qū)域組織徹底壞死，僅見一些殘存的結(jié)締組織和少量肌組織碎片，伴有大量炎細胞浸潤，間質(zhì)血管淤血，大量出血。震蕩區(qū)發(fā)生大片繼發(fā)性肌變性壞死，肌纖維排列紊亂，間質(zhì)嚴重水腫、淤血，有中等量炎細胞浸潤，灶性出血。見圖3、4。

圖3 A組傷后曠置1h彈孔周圍軟組織病理變化HE染色(×100)。a.挫傷區(qū);b.震蕩區(qū)

圖4 B組傷后海水浸泡1h彈孔周圍軟組織病理變化HE染色(×100)。a.挫傷區(qū);b.震蕩區(qū)

討 論

由于特殊的作戰(zhàn)環(huán)境，參加海戰(zhàn)及登陸作戰(zhàn)的傷員在傷后常伴有長時間的海水浸泡。火器傷經(jīng)海水浸泡后，會明顯增加傷員的病死率和致殘率，是后勤醫(yī)療保障部門必須重視和解決的難題[4]。

軍用槍支應(yīng)用于建立槍彈傷模型時，由于彈頭初速快、動能極高，近距離槍擊實驗造成極大的侵切傷[5]。目前常見的槍彈傷動物模型均為大型動物，如豬、羊、狗等，價格昂貴，并且飼養(yǎng)和進行相關(guān)實驗研究時十分不便，即使這樣，實驗動物病死率也極高[6]。如果在造模時合并海水浸泡等致傷因素，動物病死率更高，后期實驗動物的觀察和處理十分困難。本研究選擇了小口徑運動手槍用于建立四肢開放性骨缺損槍彈傷并合并海水浸泡動物模型，嘗試通過減小彈頭初速度和動能，保障實驗動物的存活及救治研究，同時最大程度模擬實彈的致傷效果。

相關(guān)文獻表明，槍彈導(dǎo)致機體損害有以下機制[7]：子彈擊中機體組織，引起直接損傷；沖擊波致軟組織損傷增加；瞬時空腔效應(yīng)。彈丸致傷程度與機體組織的彈性和硬度有關(guān)，彈丸擊中低硬度高彈性組織，其損耗能量小，創(chuàng)傷較輕，如肌肉組織、肺等[8]。如擊中硬度較高但彈性較小的組織，如骨組織，則損傷較重，能量損耗大，易出現(xiàn)粉碎性骨折。采用本實驗的方法造模后，實驗動物傷肢攝片顯示：股骨干呈粉碎性骨折，并伴有骨質(zhì)缺損，斷端之間可見粉碎的骨塊和彈頭碎片。其結(jié)果與多數(shù)研究中軍用槍支所造成動物或人體肢體粉碎性骨折(骨缺損)模型相似[9]，且實驗動物無一死亡。但由于本實驗采用槍支發(fā)射的為低速槍彈，對機體組織的損傷是否有沖擊波和瞬時空腔效應(yīng)的參與尚未可知。

與淡水相比較，海水滲透壓高、含堿量高，同時攜帶多種細菌，pH并不固定，大致為7.9～8.4，呈較強堿性[10]。根據(jù)文獻報道，動物肢體被火器致傷，再經(jīng)海水浸泡后，機體組織受到傷害會更加嚴重[11]。進一步的研究明確了其相關(guān)機制，海水由于多種化學(xué)離子的存在，滲透壓較高，損傷的機體經(jīng)海水浸泡后，可導(dǎo)致機體高滲性體液轉(zhuǎn)移，從而引起微循環(huán)供血的缺乏，造成血流動力學(xué)改變[12]。機體組織如果出現(xiàn)缺血低氧的狀態(tài)，氧自由基及超氧化物的聚集會隨之而來，誘發(fā)過氧化脂質(zhì)反應(yīng)，最終致受損組織周圍血管通透性增大，間質(zhì)水腫，反復(fù)惡性循環(huán)嚴重損傷機體組織[13]。本實驗中B組動物肢體火器傷浸泡于人工海水后，呼吸頻率和心率增快，舒張壓及收縮壓增高，考慮可能與海水浸泡后，動物機體內(nèi)血流動力學(xué)的變化有關(guān)。病理切片光鏡下觀察顯示，兩組動物患肢傷道周圍均出現(xiàn)原發(fā)傷道區(qū)、挫傷區(qū)及震蕩區(qū)，B組標本炎癥反應(yīng)、水腫程度及范圍方面均較A組嚴重，其結(jié)果與多數(shù)海水浸泡傷研究中組織損傷的表現(xiàn)一致[14]。

綜上所述，本實驗采用的槍彈傷致肢體開放性骨缺損合并海水浸泡兔模型，模擬了海水環(huán)境下傷員四肢受到槍擊后出現(xiàn)開放性骨缺損合并海水浸泡的傷情。模型穩(wěn)定性好、可行性強，動物病死率低，且模型采用的動物體型較小，飼養(yǎng)和觀察方便，費用成本較低，適用于海水環(huán)境下四肢戰(zhàn)創(chuàng)傷救治的相關(guān)研究。

作者貢獻聲明：陳肖松：設(shè)計實驗、論文撰寫；張淦：實施研究、數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計分析；劉勝杰、王智、陳聰聰：實施研究、采集數(shù)據(jù)