腹部戰創傷動物模型的研究進展

王曉謙，洪 流

腹部創傷是指由于交通事故、暴力擠壓、高空墜落等原因所致的腹部急性損傷，患者經常發生腹腔臟器的直接和間接損傷，如肝脾實質臟器破裂、空腔臟器破裂等，由于損傷各器官所引起的應激狀態，患者可發生全身炎癥反應綜合征(SIRS)、多器官功能衰竭(MODS)等嚴重并發癥[1-4]。腹部戰創傷是實戰環境下軍事斗爭行動中重要且容易危及生命的嚴重傷型，極大地威脅著參戰官兵的生命，但腹部戰創傷的相關動物模型卻未有統一的致傷方式及評價標準，造模結果質量參差不齊，所致動物創傷模型常出現診斷不合理、致傷因素難以定量、可重復性差、成功率低等問題[5]。近年來對于此類模型的相關研究也處在逐步探索中，尚未達成共識。本文對近年來常見腹部戰創傷模型的建立方式作一綜述。

1 用于腹部戰創傷建模的實驗動物

戰場致傷環境復雜、致傷因素多樣，在建立腹部戰創傷模型時要周密設計，并遵循相似性、重復性、可靠性、適用可控性和易行經濟性等原則[6]，適當建模。此類模型使用的實驗動物比較廣泛，如豬、犬、家兔、大鼠等，各模型均不同程度地模擬了戰場環境下腹部戰創傷的致傷方式和傷型特點。如小型豬是實驗中常使用的動物，豬的解剖結構和生理特征與人類較相似，其組織器官尤其是消化系統各器官與人類有較好的相似性，同時其皮膚構造與人類皮膚相似，易于模擬創傷后出血、休克等情況，且對失血的耐受較好，可較長時間內觀察創傷相關并發癥及其帶來的病理生理變化[7]。犬類類似于小型豬，肌肉組織同樣較豐富，對于創傷后失血、感染等重點關注方面能很好地模擬。兔、鼠等小型動物建模比較容易，致傷部位定位準確，標準化優點突出，可重復性較好。

2 腹部戰創傷早期動物模型

腹部戰創傷早期，以局部臟器的壞死、全身出血、休克等嚴重并發癥為主，極大地威脅著官兵的生命。近年來，戰創傷的造模方向及相關研究也更多地向戰創傷早期致傷致死原因傾斜，以期能揭示戰創傷發生早期傷員的病理生理變化并及時挽救傷員的生命。

2.1 爆炸物致傷模型 爆炸物致實驗動物腹部戰創傷模型很好地再現了戰場環境的復雜性和致傷因素的多樣性。王育紅等[8]在犬腹部開放傷合并人工海水浸泡的早期綜合救治分析研究中使用了定量電雷管，將其置于實驗犬左上腹模擬腹部創傷，使用靜脈置入Swan-Ganz漂浮導管于肺動脈。測定肺動脈嵌壓(PAWP)和右房壓(CVP)，熱稀釋法來測定心輸出量(CO)，并經右頸動脈插入動脈導管測定平均動脈壓(MAP)，各項生理指標數據能夠直觀展示，監測方法客觀，但所用爆炸物用量未予闡述，致傷模型難以復制，同時未提及動物模型致傷標準，難以明確并量化致傷結果，實驗中爆炸物置于左上腹，右側腹部諸器官影響相對較小。為了使實驗動物模型各指標量化，朱震宇、盧燦榮等[5，9]利用外科手術的操作方法，將定量黑火藥制成的電子鞭炮分別置于豬肝左外葉、脾下極和胰體尾部的表面，將豬的肝、脾及胰腺炸傷，制成腹部多發傷動物模型。致傷后統計炸裂傷口長徑及損毀器官面積，記錄致傷前后平均動脈壓的變化，并引入ISS評分法評價動物模型對多發傷患者的模擬相似度。本實驗模型模擬了患者發生戰創傷早期的相關病理生理改變，包括創傷早期失血、休克、多器官功能不全及凝血障礙等多種復雜情況，但對于致傷后的組織壞死、局部及全身的感染等遠期并發癥觀察不足，未將感染等指標納入觀察。該模型中使用定量黑火藥的方式，保證了其致傷因素的穩定和精準，評價指標使用多發傷中公認的標準化指標，保證了其客觀性及可重復性，同時可應用范圍廣，能較好地模擬戰場致傷環境、交通事故傷及多發傷復合傷等創傷類型，是比較理想的戰場環境下腹部戰創傷動物模型。

2.2 槍彈射擊致傷模型 槍彈致傷模擬腹部戰創傷模型是一種比較簡便易行的造模方式，屬于高速投射物致傷動物模型中的一種，是運用輕武器發射高速、小質量的投射物，主要以撕裂、造成瞬時空腔以及沖擊波等形式迅速將能量傳遞給機體造成的損傷[10]，此方式相對其他方法可重復性比較好，造模結果易重復，但致傷武器的使用未有統一標準，子彈初速度、子彈口徑、射擊距離及射擊部位等均未得到量化及統一。林孝文等[11]在研究腹部槍彈傷合并海水浸泡豬模型研究中，記錄了致傷武器的相關數據，使用81-1式步槍，于10m外射擊，子彈初速度720～750m/s，子彈口徑為7.62mm，正面射擊實驗豬左側反麥氏點，并使用心電監測儀檢測生命指征。模型中使用技術性能較成熟、穩定的步槍實施致傷，子彈具有相似的初速度，致傷效果較穩定。但致傷部位選擇單一，于左下腹，其他重要臟器未涉及，造模結果指標也未量化，傷后相關生理生化指標的變化觀察有所欠缺。王鵬飛等[12]在用模擬槍使用相似方法建立“致死三聯征”動物模型時加入收縮壓、平均動脈壓等指標，很好地評價了動物模型的模擬效果。夏印等[13]在瀕海實地腹部戰創傷三級救治的實驗研究中使用新西蘭兔利用54式手槍進行建模，并加入了心電監護儀及動脈血氣分析觀測動物的生理生化指標的改變，但其未闡述射擊部位、未能量化致傷標準，其使用手槍致傷，彈道穩定性偏差較大，建模難度較高，同時選用新西蘭兔的體型相對較小，槍彈致傷損毀組織面積及程度是否過大還需進一步證明。

2.3 外科手術致傷模型 外科手術致傷可在動物模型中得到較明確的目標致傷部位，尤其傾向于制作出血休克及腹膜缺損模型的實驗，致傷程度及結果易于控制，也易于操作。Reynolds與Lallemand等[14-15]在研究復蘇性球囊控制大出血中均使用了外科手術的方式制造出血休克模型，取得了確切的造模效果。楊鶴鳴等[16]在研究野戰腹部創傷非控制性失血性休克時，使用50只SD大鼠25G針頭從左到右橫行刺穿腹主動脈并拔除針頭，使血液自破孔噴出，直接造成失血性休克模型。而Vrettos等[17]則是通過取出故意留下的突出的縫合線模擬不受控制的出血，此方法可迅速造成失血性休克，結果穩定，可重復性較好。Zentai 等[18]在止血療法治療創傷性肝損傷研究中使用Grottke等[19]在豬肝損傷的新模型中使用的裸金屬鉗子作為標準化工具，同時標準化鉗夾力量分別在肝臟右中葉下方及肝中央葉進行鉗夾釋放造成三級和四級鈍性肝損傷，制作肝損傷模型，并使用標準麻醉監視儀持續監測血液溫度、動脈、中心靜脈和肺動脈壓、尾部動脈血氧、心電圖等指標。

2.4 介入致特定腹部器官損傷模型 血管內介入，可選擇特定器官的營養血管進行栓塞，以達到影響其功能直至誘發器官壞死的效果，給研究特定器官的腹部戰創傷模型帶來了新思路，其致傷目的較確切，對其他器官的影響較小，能夠有針對性地研究單一致傷原因所致特定器官的缺血低氧損傷。Yao等[20]在脾臟損傷的緊急治療研究中使用了脾動脈造影技術，并將Swartz鞘插入脾動脈，造成脾缺血損傷模型，對于單一器官缺血損傷的研究有很好的意義。

3 腹部戰創傷晚期動物模型

一直以來，腹部創傷所致的感染等晚期并發癥并未得到應有的關注，創傷相關的感染也極大地影響著參戰人員的生存率。膿毒癥是腹部創傷患者致死的重要原因，創傷后的膿毒癥與感染密切相關，嚴重創傷本身可導致膿毒癥，即創傷、感染及其繼發的SIRS是膿毒癥發生發展的關鍵[21-23]。Wehrenpfennig等[24]在研究創傷后腹部敗血癥的小鼠模型時使用回盲部結扎和根尖結扎兩種方法形成盲腸結扎穿孔感染模型，其中更加關注了腹部創傷后感染的因素及所致膿毒癥甚至SIRS的嚴重后果，模擬感染效果較確切。丁國飛[25]在模擬腹壁缺損實驗模型中，手術致傷后使用實驗動物的腸內混懸液污染傷口，戰創傷模擬效果更加符合傷口感染的現實，但運用感染源為富含大腸桿菌等革蘭氏陰性桿菌及厭氧菌的感染源，與戰傷面臨的主要感染威脅(氣性壞疽、破傷風、侵襲性鏈球菌感染和壞死性筋膜炎)[26]的感染狀況是否一致，尚無相關證據支持。

4 特殊戰場環境下腹部戰創傷模型的建立

高海拔條件下，氧氣稀薄，溫度較低，實驗動物應激反應強烈。陶瑞雨[27]在研究中，將實驗兔置于模擬高原環境動物實驗艙飼養艙，海拔升至5500m，溫度降至-25℃，造模中發現實驗動物在高原高寒環境中比在平原更早地出現失血性休克，各重要臟器較平原較早發生缺血改變，在感染源的侵襲下也較早地出現感染性休克。近沙漠的炎熱條件下，環境溫度高、空氣濕度低、太陽輻射度高。劉江偉等[7]在新疆塔克拉瑪干沙漠邊緣處，制造實驗豬的火器傷模型時發現在同樣致傷方式下，處于干熱環境時間較長組的動物生存率明顯低于常溫環境組和處于干熱環境較短組，同時觀察到處于干熱環境下的實驗豬腹腔滲出多，腹膜炎更加嚴重。

5 結語

戰場環境下戰創傷種類繁多，腹部損傷傷情嚴重且復雜，其發生率平時可占各種損傷的0.4%～2.0%，戰時可激增至50%[28]，是戰創傷救治的主要關注點，嚴重影響著部隊戰斗力。符合戰場實際狀況的腹部戰創傷動物模型無疑將對相關研究起著強大的推動作用。隨著當今造模手段的不斷進步，造模方式和相關動物模型的模擬效果也日趨完善，越來越符合戰場的實戰化要求。有必要建立統一、規范的建模標準，從而使研究結果可信度得以提高，促進研究成果向實際應用轉化，向部隊實戰需要轉化。