颅脑爆炸伤动物模型的建立及致伤机制研究

发布时间：2017-11-17 04:10

  本文关键词：颅脑爆炸伤动物模型的建立及致伤机制研究

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【摘要】：在现代战争以及世界范围内的恐怖活动所致人员伤亡中，大量伤亡由爆炸物导致[1,2]，其中颅脑爆炸伤（blast-related traumatic brain injury, bTBI）居于首位[3]。bTBI伤势严重，伤情复杂，伤后并发症多，致死、致残率高。因此，对于bTBI的致伤机制与其影响，以及有效治疗方法依然需要进一步研究。尽管国内外已有多种动物bTBI模型，但是其精确度以及可控程度依然不能令人满意。本研究拟用小当量微型球形爆炸源制备一种冲击波原发性冲击伤（primary blast injury, PBI）动物模型，力求模拟真实环境中bTBI的发生与发展，为研究和治疗提供较稳定实验平台，并以此为基础探讨bTBI的致伤机制。 从病理生理学角度上，PBI引起的脑损伤可以分为原发性脑损伤和继发性脑损伤。（1）原发性脑损伤：由于冲击波冲击直接导致的脑组织瞬间损伤；（2）继发性脑损伤：原发性脑损伤后即刻产生的进一步脑组织损伤，可持续至伤后数小时甚至数天。其中继发性脑损伤是导致患者死亡的主要原因。 原发性脑损伤直接导致神经细胞死亡，，此过程通常不可逆转。而与原发性脑损伤不同，继发性脑损伤是一个潜在可逆过程。因此临床上对重型颅脑损伤以及PBI所导致的重型颅脑损伤的救治策略主要是针对损伤后继发性脑损害的干预。PBI可以导致颅内血肿，可通过外科手术清除，但创伤性脑水肿（traumatic brain edema，TBE）特别是恶性脑水肿大多不适合手术治疗，其引起大量神经细胞凋亡、坏死，导致神经功能丧失。TBE死亡率高达87.2%。 AQP4（aquaporin-4）是一种参与脑水肿形成、发展、转归的重要分子，其在水分子快速跨膜转运中发挥重要作用，通过对于AQP4的研究和认识可以帮助我们以TBE为突破口，从而明确TBE在bTBI中的作用，进一步阐明bTBI的致伤机制，为预防bTBI的发生及提高诊疗水平奠定坚实的理论基础和科学依据。 实验一大鼠颅脑爆炸伤模型的建立 目的建立一种模拟爆炸性武器原发性冲击波损伤的大鼠颅脑爆炸伤（bTBI）模型。为进一步研究爆炸伤后脑组织病理生理变化及损伤机制提供平台。方法使用两种直径微型球形爆炸源（直径2.5mm及3.0mm,当量为15.6mg及27.0mg TNT），将雄性Sprague-Dawley大鼠110只随机分为2.5mm组（50只），3.0mm组（50只）及对照组（10只），按照损伤后不同时间点（6h、12h、24h、3d、7d）取检材。大鼠麻醉后将微型炸药球放置于大鼠右额叶顶部（人字缝和矢状缝中点右侧3.0mm）上方2.0mm，利用电雷管及银质柔性导爆索引爆。检测爆炸伤后大鼠NSS评分、HE染色和TUNEL染色，以及血清NSE浓度的变化。从而阐明爆炸伤动物模型建模效果。结果正常大鼠脑组织HE染色，皮质、海马细胞结构和层次清晰，细胞排列紧密，神经元胞体完整，形态正常。2.5mm损伤组大鼠全部存活；NSS评分提示神经功能损伤严重；硬膜下血肿和蛛网膜下腔出血明显；HE染色示损伤区神经元大量坏死、偶见白细胞及吞噬细胞。可见神经细胞数目减少，部分神经元出现核淡染、肿胀、核固缩、核碎裂。皮层微血管破裂出血，脑挫裂伤程度均一。与对照组相比，伤后6h，血清NSE含量开始上升，24h达到高峰，伤后7d仍高表达。损伤后6h后，在损伤区及其周围皮质可见大量的TUNEL阳性凋亡细胞。3.0mm组实验动物死亡率为34%；NSS评分、大体标本及HE染色、TUNEL染色示颅脑损伤严重程度明显高于2.5mm组；NSE水平较2.5mm组显著增高。结论3.0mm组损伤过重，动物死亡率过高。与此相比，2.5mm直径炸药球在2.0mm的爆炸距离可模拟冲击波原发效应，重复性和稳定性较好，可制作可靠的大鼠颅脑爆炸伤模型。 实验二大鼠颅脑爆炸伤后AQP4蛋白的表达 目的通过在体实验，了解颅脑爆炸伤后AQP4蛋白表达趋势及其意义。明确爆炸伤后TBE与AQP4蛋白表达的关系。方法在bTBI动物模型基础上，明确脑含水量变化。同时，采用免疫印迹法（Western Blot）检测创伤性脑损伤后AQP4蛋白表达变化并分析其变化规律。结果脑含水量结果显示，损伤12h达到高峰，脑组织肿胀明显，沟回变浅；伤后7d仍显著高于对照组。在检测AQP4蛋白的表达中发现，在对照组的脑组织中其表达较低；损伤后6h，AQP4蛋白表达已有显著增高，在12h达到高峰，伤后7d其表达依然高于对照组。结论AQP4蛋白水平表达在颅脑爆炸伤后增加，这提示AQP4蛋白可能在颅脑爆炸伤致伤中发挥着重要的作用，且其变化规律与脑含水量变化相一致，提示其可能参与爆炸伤后脑水肿的发生发展。
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R82;R-332

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 楚燕飞;李兵仓;陈菁;王建民;张良潮;陈志强;康建毅;;大鼠爆炸性脑创伤模型建立[J];第三军医大学学报;2006年06期

2 王建民,王正国,朱佩芳,李兵仓,张良潮;爆炸冲击波在生物体内的传播特征[J];医用生物力学;2001年04期

3 胡华,姚洪田,张纬萍,张磊,丁伟,张世红,陈忠,魏尔清;Increased expression of aquaporin-4 in human traumatic brain injury and brain tumors[J];Journal of Zhejiang University Science;2005年01期

4 侯立军,张光霁,卢亦成,朱诚,刘荫秋,李兵仓,李曙光,赖西南,江基尧,白如林;犬颅脑爆炸伤模型的建立[J];中华创伤杂志;2001年12期

5 鲁宏,孙善全;A correlative study between AQP4 expression and the manifestation of DWI after the acute ischemic brain edema in rats[J];Chinese Medical Journal;2003年07期

6 张永明;刘家传;杨艳艳;孙文江;汤宏;李兵仓;张良潮;;兔爆炸性颅脑损伤模型的建立[J];中国微侵袭神经外科杂志;2010年02期

本文编号：1194746