10mm布袋彈的生物損傷效應(yīng)特點(diǎn)研究

蒲利森，黃宇宏，李緒強(qiáng)，徐 鵬，林 健

10mm布袋彈屬于柔性非致命防暴動(dòng)能彈，配用于10mm防暴轉(zhuǎn)輪手槍，主要用于驅(qū)散15m距離內(nèi)騷亂人群，打擊并制服5m距離內(nèi)的違法犯罪分子[1-2]，要求在有效距離0.1～15m范圍內(nèi)射擊時(shí)不允許使人致死或造成永久性傷害[3]。但是目前國內(nèi)尚未建立柔性防暴動(dòng)能彈威力標(biāo)準(zhǔn)，只能依照產(chǎn)品的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)要求以殺傷性武器威力標(biāo)準(zhǔn)[4]不穿透25mm松木板作為近距離使用的判據(jù)，對于彈藥致傷效應(yīng)還無法進(jìn)行準(zhǔn)確、科學(xué)的判定，鑒于類似的防暴產(chǎn)品在近距離使用時(shí)也曾經(jīng)出現(xiàn)過致死的案例[5]，為全面考核評定產(chǎn)品威力性能，為公安武警隊(duì)伍作戰(zhàn)選用有效的武器和致傷后救治提供科學(xué)依據(jù)，故開展生物致傷效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。

材料與方法

1 實(shí)驗(yàn)材料

10mm布袋彈主要由底火、發(fā)射藥盒、彈殼、布袋彈丸、護(hù)片和封口墊組成，在打擊目標(biāo)時(shí)，布袋彈丸(布袋和鉛砂組成)具有較好的延展性，從而增大截面積，降低比動(dòng)能，達(dá)到減小致傷威力的目的。該彈藥是一種近距離作戰(zhàn)使用的非殺傷性動(dòng)能彈，為全面了解彈藥的技術(shù)性能，在實(shí)驗(yàn)中我們運(yùn)用輕武器彈藥靜態(tài)參數(shù)測量系統(tǒng)測試了彈丸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，并用天幕靶測速系統(tǒng)測試彈丸在不同距離上的飛行速度，稱量飛行體質(zhì)量并計(jì)算彈丸動(dòng)能。

2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組

為盡可能的客觀反映10mm布袋彈對人的損傷威力和特點(diǎn)，根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體型、解剖學(xué)和組織學(xué)結(jié)構(gòu)以及生理和生化等指標(biāo)與人體相對接近程度，并為進(jìn)行全身和局部損傷效應(yīng)檢測[6]，選用了與人體接近的東北地區(qū)山羊[體重(37.5±2.5)kg]和瘦肉型豬[體重(72.5±3.5)kg]進(jìn)行試驗(yàn)； 根據(jù)兩種生物皮下組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(表1)，主要采用瘦肉型豬進(jìn)行局部組織創(chuàng)傷研究，采用山羊來進(jìn)行內(nèi)臟損傷研究。

采用在不同距離上對活體生物進(jìn)行實(shí)彈射擊致傷，觀察致傷后生物的損傷效應(yīng)，并依照防暴彈威力標(biāo)準(zhǔn)對傷情進(jìn)行分度[7]，根據(jù)損傷程度確定10mm布袋彈的威力性能，結(jié)合生物的損傷病理檢測結(jié)果研究確定對應(yīng)的醫(yī)學(xué)處置原則。實(shí)驗(yàn)生物按照不同的損傷距離分為5組，具體分組及數(shù)量情況如表2所示。

表1 兩種動(dòng)物組織厚度(cm)

表2 實(shí)驗(yàn)生物分組

3 實(shí)驗(yàn)方法

將瘦肉型豬或山羊均俯臥位固定于生物實(shí)驗(yàn)架上(圖1)，設(shè)計(jì)著彈部位分別為胸部、腹部和臀部，按照不同的致傷距離依次進(jìn)行射擊實(shí)驗(yàn)，每個(gè)距離上每個(gè)著彈部位射擊有效彈數(shù)6發(fā)。致傷后立即觀察動(dòng)物的臨床表現(xiàn)、精神狀態(tài)、傷口特點(diǎn)和出血情況，即時(shí)測量局部皮膚致傷后皮膚創(chuàng)傷面積； 隨即活殺生物，解剖檢查局部組織損傷范圍及深度； 檢查胸腹腔出血及內(nèi)臟損傷情況,留取局部及相應(yīng)臟器組織進(jìn)行光鏡病理檢查。

圖1 致傷方法

結(jié) 果

1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物一般情況

兩種生物(豬和羊)在5個(gè)致傷距離上均出現(xiàn)了不同范圍與深度的“布袋彈傷”，近距離部分生物出現(xiàn)盲孔傷，彈丸進(jìn)入體內(nèi)深達(dá)臟器組織，可致開放性血?dú)庑兀窗l(fā)生現(xiàn)場致傷后即刻死亡的現(xiàn)象。

被試生物致傷后均出現(xiàn)了不同程度的掙扎和嘶叫，射擊胸部和腹部時(shí)嘶叫的聲音和掙扎的幅度明顯大于同距離射擊臀部時(shí)，但是隨著射擊距離增加有減輕的趨勢，5m以上未見豬明顯掙扎、嘶叫，3m以上未見羊明顯掙扎、嘶叫。致傷后生物的呼吸和脈搏均較傷前有所增加，但變化不顯著，表3為實(shí)驗(yàn)羊致傷前后測量結(jié)果。

表3 羊致傷前后脈搏和呼吸變化情況

2 皮膚創(chuàng)面局部損傷特征

不同致傷距離上，被試動(dòng)物皮膚創(chuàng)傷面局部損傷特征存在一定的差異，綜合來看主要有以下3種： (1) 單純血液循環(huán)障礙，主要特征為致傷部位呈現(xiàn)圓形或橢圓形蒼白區(qū)，呈缺血狀態(tài)，缺血區(qū)外圍出現(xiàn)紫紅色環(huán)形出血區(qū)，并伴有紅色不規(guī)則充血區(qū)，表皮無剝脫或有斑點(diǎn)狀剝脫，顯微病理主要表現(xiàn)為真皮淺層內(nèi)血管充血伴出血，少量淋巴細(xì)胞滲出，膠原變性，含鐵血黃素沉積。(2) 血液循環(huán)障礙伴表皮剝脫： 臨床特征為致傷表面有明顯表皮剝脫，其余與單純血液循環(huán)障礙臨床特征相同，顯微病理主要表現(xiàn)為角化層剝脫，表層細(xì)胞壞死，皮下真皮內(nèi)脂肪組織內(nèi)瘀血，含鐵血黃素沉積。(3) 盲管傷： 臨床特征為彈丸穿透胸壁、腹壁進(jìn)入生物體內(nèi)，致傷部位皮膚出現(xiàn)圓形或橢圓形孔洞，有血液流出，孔洞周圍出現(xiàn)紅色環(huán)形出血，顯微病理主要表現(xiàn)為表皮壞死，皮下脂肪、皮下肌肉組織內(nèi)瘀血、出血，伴有炎性改變(圖2、3)。

圖2 局部盲管傷(山羊)

圖3 肌肉組織光學(xué)顯微照片(HE ×40)

3 不同距離打擊時(shí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的局部損傷情況

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在不同致傷距離上皮膚創(chuàng)面局部臨床特征不同： (1) 山羊在致傷距離0.1、1和3m時(shí)，皮膚創(chuàng)面主要為洞穿傷； 致傷距離5m以上時(shí)，皮膚創(chuàng)面主要為血液循環(huán)障礙伴表皮脫落和單純血液循環(huán)障礙。(2) 豬在致傷距離0.1和1m時(shí)，皮膚創(chuàng)面主要表現(xiàn)為盲管傷，盲管深度最深可達(dá)到8cm； 致傷距離3m時(shí)，皮膚創(chuàng)面主要為血液循環(huán)障礙伴表皮脫落，致傷距離5m以上時(shí)主要為單純血液循環(huán)障礙。

所有動(dòng)物活殺后進(jìn)行病理檢查，5個(gè)距離、3種部位有效彈均出現(xiàn)了皮下組織出血，組織損傷程度與距離增加呈負(fù)相關(guān)。豬由輕到重依次有皮下淺層脂肪、皮下脂肪全層、皮下肌肉淺層、皮下肌肉全層； 羊依次為皮下肌肉淺層、皮下肌肉全層。究其原因，由于豬的表皮層、真皮層(膠原組織及其毛囊、汗腺等附屬器)明顯較羊厚，而且皮下組織較多，血供豐富，故其皮下脂肪出血較多見； 而羊皮下脂肪極稀少，故主要表現(xiàn)為皮下肌層出血。豬在不同射距下裸露體表創(chuàng)傷面積測試結(jié)果如表4所示，從表中可以看出損傷面積與射距呈負(fù)相關(guān)。

表4 不同距離豬創(chuàng)傷面積比較

4 不同距離打擊時(shí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物內(nèi)臟器官的損傷特征

兩種動(dòng)物在不同致傷距離下宏觀病理比較，山羊的傷情明顯重于豬； 同一生物內(nèi)臟損傷隨著致傷距離增加損傷程度呈遞減趨勢。

不同致傷距離下生物內(nèi)臟器官臨床特征見表5。從表中可以看出： (1) 所有致傷距離下，豬均未出現(xiàn)明顯胸腹腔內(nèi)臟器官損傷； (2) 羊內(nèi)臟器官致傷程度隨致傷距離減小而加重： 致傷距離為10m時(shí)可出現(xiàn)內(nèi)臟輕微挫傷，腹腔內(nèi)有血腫形成； 致傷距離為5m時(shí)可出現(xiàn)肋骨骨折、肝臟和結(jié)腸挫傷等情況； 致傷距離為3m時(shí)可發(fā)生肋骨骨折和肺挫裂傷等情況； 致傷距離為0.1和1m時(shí)彈丸穿入肌肉組織可達(dá)8cm，胸腹部傷可穿入肝臟或肺組織(圖4、5)。其光鏡顯微病理特征為： 10m距離可致臟器組織內(nèi)充血伴有散在出血； 5m距離可致臟器組織充血水腫，伴有炎性改變； 3m距離可致臟器組織瘀血并伴有局灶性出血，炎細(xì)胞滲出，浸潤間質(zhì)； 0.1和1m距離可致臟器組織呈瘀血性改變，可見灶性出血，并急性炎性改變，含鐵血黃素沉積，細(xì)胞壞死(圖6)。

表5 不同致傷距離上生物內(nèi)臟臨床特征

圖4 肺穿透傷(致傷距離0.1m)圖5 肌肉穿透傷(致傷距離1m)圖6 肺組織光學(xué)顯微圖片(致傷距離0.1m)(HE ×40)

討 論

1 布袋彈損傷特點(diǎn)

布袋彈傷的臨床表現(xiàn)為： 中彈后動(dòng)物即刻出現(xiàn)驚叫、掙扎、呼吸頻率加快、脈搏增快，但心電圖未見明顯異常，主要考慮是疼痛所致。

(1) 局部損傷特點(diǎn)： 致傷距離在1m以內(nèi)時(shí)，局部皮膚損傷主要以局部洞穿產(chǎn)生的盲管傷為主，傷道周圍可見血液流出并伴有不規(guī)則充血； 5m距離外以局部皮膚組織挫傷為主，個(gè)別彈丸在10m距離對羊也可造成洞穿傷。(2) 內(nèi)臟損傷特點(diǎn)： 羊損傷距離在1m以內(nèi)時(shí)，可導(dǎo)致骨折創(chuàng)傷，同時(shí)肝臟、肺部和腸等臟器均出現(xiàn)了洞穿損傷，腹腔有明顯出血現(xiàn)象； 損傷距離在3m時(shí)部分出現(xiàn)洞穿臟器的損傷情況，其余為內(nèi)臟挫裂傷； 損傷距離在5m以外時(shí)內(nèi)臟器官損傷主要以挫傷為主，伴有輕微出血現(xiàn)象。豬在所有致傷距離均無明顯的內(nèi)臟器官損傷。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，內(nèi)臟損傷程度伴隨射擊距離的增加而降低。

2 洞穿損傷現(xiàn)象分析

通過前面分析可知該彈為柔性非致命彈藥，但是在產(chǎn)品指標(biāo)允許的范圍內(nèi)近距離(0.1～3m)使用時(shí)，對實(shí)驗(yàn)生物可造成局部洞穿的盲管傷，結(jié)合彈丸結(jié)構(gòu)分析可知： 為防止包裹鉛砂的纖維布袋被燒壞，在布袋外包裹了一層具有阻燃作用的復(fù)合纖維布作為護(hù)片(圖7)。在3m距離內(nèi)由于護(hù)片包裹無法散開，打擊目標(biāo)時(shí)可視為一剛體彈丸，無延展性； 3m距離外護(hù)片散開后布袋彈丸具有較好的延展性，從而極大地增大撞擊截面積，減小比動(dòng)能，彈丸穿入生物組織作用明顯減弱，可大大降低致傷效果。

圖7 布袋彈丸及護(hù)片

依據(jù)布袋彈于0.1～10m五種距離射擊兩種動(dòng)物所致皮膚和內(nèi)臟器官損傷的臨床征象、病理學(xué)宏觀、光鏡所見以及生理檢測結(jié)果，初步認(rèn)為，10mm布袋彈射擊時(shí)，試驗(yàn)豬3m以內(nèi)可能發(fā)生需要進(jìn)行臨床醫(yī)學(xué)處置的損傷，試驗(yàn)羊所有距離均需要進(jìn)行相應(yīng)的臨床醫(yī)學(xué)處置。

3 關(guān)于不同傷情程度的醫(yī)學(xué)處置原則

3m距離內(nèi)布袋彈傷以盲管傷為其主要特征，傷道周圍明顯分為壞死區(qū)和挫傷區(qū)，且胸腹部傷多為血?dú)庑亍⒎未┩競⒏闻K破裂等，積極的醫(yī)療救治顯得非常必要。局部損傷處置的原則以清創(chuàng)術(shù)為主要手段，彈丸進(jìn)入體腔的要進(jìn)行開胸、開腹探查處理，并按照火器傷救治原則進(jìn)行處理，彩超、X線檢查，了解彈丸存留及內(nèi)臟損傷情況是十分必要的，及時(shí)有效的醫(yī)療干預(yù)是減少死亡的必要手段。5m距離外布袋彈傷的傷類、傷情性質(zhì)和程度及其醫(yī)療處置原則與普通的撞擊傷、挫傷基本類同，即輕微和輕度傷情一般不需實(shí)施特殊的醫(yī)學(xué)處置，其病變于數(shù)日可自行修復(fù)、吸收或消退；中度傷情時(shí)，因其體表損傷不嚴(yán)重，但深層肌纖維部分?jǐn)嗔选乃阑驀?yán)重變形，肌凝和肌溶多見，一般也不需特殊的醫(yī)學(xué)處置，但不能完全修復(fù)。

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