比格犬胸部多發傷出血性休克模型建立

孟 輝 鄭 軍 李慶新 洪 波 張世范 李乃斌 高 明 楊俊峰 王海芳

隨著社會發展，人類面臨的災害已經不只限于地震、火山爆發、洪水、泥石流、山體滑坡等自然災害，恐怖襲擊、非常規戰爭等都已成為危害人類社會安全的大敵［1］。嚴重多發傷、顱腦傷、血氣胸、出血、休克是最早死于事發現場的常見因素。有關創傷、失血性休克動物模型建立已有廣泛研究［2～4］。但有關胸壁損傷、血氣胸、張力性氣胸、失血性休克復合模型尚未見報道。本研究基于既貼近戰創傷、災害醫學實際，模擬制作的多根多段肋骨骨折(梿枷胸)、創傷性血胸、張力性氣胸、失血性休克復合模型，為一線系列救護裝置在戰創傷、災害醫學及院前和院內的應用提供實驗依據，也能為檢驗各種應急救護設備、復蘇提供相對標準平臺［5］。

材料與方法

1．實驗動物:普通級比格犬(由南方醫科大學附屬南方醫院實動物驗中心提供)18只，體質量10．5±1．5kg，雌雄不拘。實驗動物質量合格證號為粵檢證字0000422號;實驗設施合格證號為粵檢證字0001797號(均由廣東省科學技術委員會發)。隨機分為微創血氣胸、失血休克組(A組，n=6)，多根多段肋骨骨折、創傷性血胸、張力性氣胸、失血性休克組(B組，n=12)，后者又分為自體血回輸組(B1組，n=6)、非自體血回輸組(B2組，n=6)。實驗前動物均正常飼養狀態，實驗前禁食12h。

2．實驗材料:ACM803A電腦控制麻醉呼吸機(北京航天長峰醫療器械有限公司)，Datax AS/3多功能心電監護儀(中國邁瑞生物醫療有限公司)，全自動血氣分析儀(丹麥ABL—555)，血細胞自動計數儀(瑞典AC92)，5200型離心機(KUBOTA)，壓力傳感器(Edwards PX260)，ARROW單腔中心靜脈導管。選市售胸腔引流袋6只(上海康鴿醫用器材有限公司)、市售胸腔引流瓶6只(廣東康麗醫療器械新技術有限公司)、市售采血袋18只(長春泰爾茂醫用器具有限公司)、市售胸腔穿刺置管針6只(上海ICI廠)。與課題組研制的系列裝置(一種胸腹腔引流裝置，專利號ZL 200820188522．9;一種便攜式一線綜合救護裝置，專利號200810030131．9)中有可比性的同類裝置作比較。3%戊巴比妥、一次性無菌輸液器材、生理鹽水等。

3．實驗方法:(1)股動脈、股靜脈通道建立:動物用3%戊巴比妥鈉10mg/kg靜脈麻醉，氣管插管，實驗犬取平臥位，碘伏消毒犬右后肢體腹溝股，切開皮膚，分離皮下組織找到股動脈、股靜脈。于股靜脈處剪開置入ARROW單腔中心靜脈導管15cm，針栓接三通管連接注射器，先回抽導管見暗紅色血時注入肝素鹽水5ml行肝素化，確定無血栓通暢后抽靜脈血行相關指標測定，隨后接生理鹽水250ml，每分鐘30～40滴滴入，接CVP測定管道。動脈置管置入股動脈10cm后見鮮紅色血時注入肝素鹽水10m l沖管，管道通暢后針栓抽血接肝素帽，并連后接250ml肝素生理鹽水沖管液，通過壓力傳感器連接監護儀進行動態血壓監測。完成股動脈、股靜脈置管，與帶三通開關的自制多功能接口集成管道連接，以供測血壓、測中心靜脈壓、放動脈血、輸液－自體血回輸－輸液用。術后8h內均常規吸氧補液。(2)微創血氣胸、失血休克模型構建:參照Wigger改良法制作犬血氣胸失血性休克模型［6］。股動脈放血按2．0～2．5m l/(kg·min)的失血量速度將血引流至市售獻血袋中，使失血量相當于犬總血量的20%，平均動脈壓(mean arterial pressure，MAP)先呈一過性反應性上升和(或)輕度下降，中心靜脈壓(central vein pressure，CVP)多處于4～6cmH2O水平上。用自制系列裝置同時在右側胸壁第6肋間行胸壁造口穿刺置管與胸引袋連接完成胸腔閉式引流置管，并將獻血袋血、氣各100ml導入右側胸腔。隨后常規液體復蘇，液體量是失血量的2倍。(3)多根多段肋骨骨折、創傷性血胸、張力性氣胸、失血性休克模型構建:動物麻醉、氣管插管、股動脈與股靜脈置管成功后右側胸壁碘伏消毒，第5肋間近胸骨端10cm切口徑路進胸，將4、5、6肋骨中段前后端截斷各長約6cm使肋骨骨折構成浮動胸壁和右肺上葉尖部2cm楔形切口傷，關胸后將獻血袋血、氣各100ml導入右側胸腔，做成右側梿枷胸、血氣胸、失血性休克模型。失血量相當于實驗動物血的40%使MAP降至40mmHg以下，CVP維持在3～4cmH2O。開胸后連接ACM803A電腦控制麻醉呼吸機，以IPPV呼吸模式維持呼吸，動物蘇醒前改為SIMV呼吸模式至拔管，多功能心電監護儀監測生命體征。建模后1h采用自制一線系列救護裝置(集負壓吸引、血液回收、抗凝過濾、自體輸血、穿刺引流等多功能的一次性裝置)進行胸壁造口穿刺置管閉式引流并與市售同類裝置作比較，常規液體復蘇，液體量是失血量的2倍。B1組在液體復蘇的基礎上行自體血回輸復蘇，B2組無自體血回輸。

4．檢測指標:動物存活率;紅細胞(RBC)、血紅蛋白濃度(HGB)、血細胞比容(HCT)、白細胞(WBC)、血小板計數(PLT);凝血酶原時間(PT)、活化部分凝血活化酶時間(APTT)、凝血酶時間(TT)、纖維蛋白原(Fib);動脈血氣分析。血標本采集時間按傷前、傷后4、8、12、24h采自股動靜脈。

5．統計學方法:采用SPSS 13．0軟件對數據進行統計分析。計量資料以均數±標準差(x±s)表示，各組間及內差異采用單因素方差分析t檢驗，P＜0．05為差異有統計學意義。

結 果

1．動物存活情況:各組用自制系列裝置均可在3～5min內順利完成胸腔造口、置管、胸腔閉式引流、自體血回輸等一體化、程序化應急處理。A、B1組動物全部成活(6/6，12/18)，B2組半數死亡(3/6，3/18)，經 χ2檢驗，差異均有顯著性(P ＜0．01)。

2．創傷失血性休克模型致傷前、后血常規變化:A組RBC、HGB傷后與傷前相比無顯著性差異(P＞0．05)，HCT、WBC傷后與傷前相比有顯著性差異(P ＜0．05)。B1組 RBC、HGB、HCT、WBC 及 B2組HGB、HCT、WBC傷后與傷前相比有顯著性差異(P＜0．05);B2組傷后 RBC、HGB、HCT與 A 組及傷后4～8h與 B1組相比有顯著性差異(P＜0．05)，但12～24h與B1組相比無顯著性差異(P＞0．05)。3組PLt傷后與傷前相比無顯著性差異(P＞0．05)(表 1)。

3．創傷失血性休克模型致傷前、后凝血4項變化:3組PT、APTT、TT在傷后及傷后與傷前相比無顯著性差異(P＞0．05)，與傷前相比，Fib在傷后及傷后4～8h均明顯降低，有顯著性差異(P＜0．05)，在傷后12～24h明顯升高(表2)。

4．創傷失血性休克致傷前、后血氣酸堿指標變化:pH值傷后與傷前相比只有B2組有顯著性差異(P ＜0．05)，A 組、B1組無顯著性差異(P ＞0．05)。PaO2傷后4h降至低限，脫機后更為明顯，傷后8h逐漸恢復正常;A組、B2組傷后與傷前相比PaO2下降幅度最大有顯著性差異(P＜0．05)，B1組PaO2降低幅度最小無顯著性差異(P＞0．05);傷后A組與B1組相比有顯著性差異(P＜0．05)，與B2組相比無顯著性差異(P＞0．05)。PaCO2傷后與傷前相比B2組PaCO2下降幅度最大有顯著性差異(P＜0．05)，A組、B1組 PaCO2降低幅度小無顯著性差異(P＞0.05);傷后B2組與A組、B1組相比有顯著性差異(P＜0．05)。氧合指數傷后與傷前相比3組均有顯著性差異(P＜0．05)，傷后B1組與B2組相比有顯著性差異(P ＜0．05，表3)。

表1 創傷失血性休克模型致傷前、后血常規指標變化(x±s)

表2 創傷失血性休克模型致傷前、后凝血四項變化(x±s)

表3 創傷失血性休克模型致傷前、后血氣指標變化(x±s)

討 論

災害現場院前傷員救治所要采取的措施第1位是止血，第2位是張力性氣胸(血氣胸)的救治，第3位是抗休克，第4位是保持呼吸道通暢。院前一線救護既面臨外部環境、保障、救護技術諸多條件性挑戰，更面臨應急救護梯隊和一線急救設備匱乏的嚴重困境。如何提高現場救治能力，爭取傷后1h黃金搶救時間，并能延長黃金搶救時間為后送提供機會，將挽救生命急救處理延伸到院前一線是現代災害救護中的重中之重。具備了一線搶救設備，贏得了1h搶救機會就有可能使大部傷員重生。本研究建立多根多段肋骨骨折、創傷性血胸、張力性氣胸、失血性休克復合模型，應用自主研發的集負壓吸引、血液回收、抗凝過濾、自體輸血、穿刺引流等多功能的一次性裝置進行復蘇、基礎液體救治研究，實驗結果提示應用本系列救護裝置、自體血回輸救治休克動物明顯提高其成活率，降低一線病死率［7］。

休克是一種因有效循環血容量驟減致組織灌注不足，細胞缺氧和代謝紊亂和功能障礙綜合征。失血性休克是快速大量失血后的一種病理學狀態，往往導致血流動力學不穩定、氧利用率降低、組織灌注下降、細胞缺氧和器官損傷，最終導致死亡。此類休克模型的建立可分為控制性失血性休克和非控制性失血性休克。其中控制性失血性休克模型又可分為固定血壓失血性休克模型和固定失血容量性休克模型［2］。單一因素指標制作的動物模型不可能全面準確的反應自然災害、恐怖襲擊和非常規戰爭發生出血性休克的具體情況。以手術打擊、骨折并軟組織損傷、失血等多種因素成功制作創傷失血性休克并SIRS犬模型已有研究［8］。一線救護、院前與院內救治中創傷性休克遠較單純失血性休克多見，并且多發傷比較多，單純失血量計算制作的休克模型并不能準確地反映合并多發傷的創傷性失血性休克。而按失血量計算，部分動物達不到重度休克，按即定低血壓為標準，又不能使原基礎血壓較低的動物達不到重度休克。因此，我們結合一線救護需要在國內首次用比格犬多因素致傷建立創傷性出血性休克復合模型。

多因素打擊，即開胸使胸腔內負壓消失變為正壓而引起縱膈擺動;剪斷第4、5、6肋骨中段兩端剪斷成長6cm肋骨骨折類似于胸外傷使胸壁呈梿枷胸(浮動胸壁)并出血;右肺上葉尖部2cm楔形(切除)切口傷類似于胸外傷后肺挫裂傷引起血氣胸;關胸后胸腔內注入獻血袋血、氣各100ml，目的是增加血氣胸程度而加重休克。本實驗動物模型重度休克的標準是MAP較基礎下降50mmHg(1mmHg=0．133kPa)或降低至40mmHg以下，CVP較基礎下降4cmH2O或降低至4cmH2O。胸部多發傷出血性休克模型失血量是相當于實驗動物血的40%，MAP降至40mmHg以下，CVP維持在3～4cmH2O，結合本研究觀察指標檢測結果、綜合胸腔開放、多根多段肋骨骨折、肺楔形切除、胸腔內注血注氣達到了重度休克指標。

災害現場早期大部分主要死于嚴重創傷、出血、休克、感染，后期主要死于 SIRS/MODS、ARDS，發病率、病死率之高、救治難度之大是眾所周知的。救治原發傷的重要原則和降低嚴重并發癥的關鍵措施是加強重癥急診醫學一線早期救護，從源頭上阻斷其發展。本項研究模型制備是基于研制一種適合臨床實際應用的大動物模型，既有利于準確評價防治效果，又有利于指導早期診治和后續處理的標準化平臺這一思路設計的。本研究結果出現B2組傷后RBC、HGB、HCT與A組相比明顯下降，說明微創血氣胸、失血休克模型與多根多段肋骨骨折、創傷性血胸、張力性氣胸、失血性休克復合(非自體血回輸)模型構建成功;B2組傷后4～8h與B1組相比也明顯下降，但12～24h與B1組相比變化不大，說明嚴重創傷后早期一線救治應在液體復蘇基礎上重視自體血回輸或血液治療，同時也要注意后續治療，否則就會前功盡棄。本組研究結果提示該模型比較貼近臨床救治實際，實驗動物的生命體征、多器官功能指標的變化趨勢比較符合傷情發生發展的臨床過程，主要是量化了肋骨骨折(梿枷胸)、創傷性血胸、張力性氣胸、失血性休克，這樣可使動物處在一個可逆性或不可逆性中間區，動物模型的半數致死率(LD50)表現在實驗組B2組，多項觀察指標出現了不同程度的差異。由此說明，本方法構建的模型具有相對穩定性、實用性和合理性，可為臨床研究復蘇用藥、抗休克研究提供了多方面的參考依據，也為梿枷胸、創傷性血胸、張力性血氣胸的救護贏得了時間。為挽救早期病死率很高的張力性血氣胸休克贏得了時間，為評價ICU后續處理提供了指導。本文只是進行了胸部多發傷失血性休克早期一線、院前期基礎救治研究，而有關多方面救治和后續治療研究還有待于進一步研究。

1 楊國忠，賀晶．關于我國災害醫療救援體系的幾點思考［J］．醫學研究雜志，2009，38(10):9 －12

2 Lomas－ Niera JL，Perl M，Chung CS，et al．Shock and hemorrhage:an overview of animalmodels［J］．Shock，2005，24(1):33 －39

3 武英蕾，張小平，程愛國．創傷與失血性休克實驗動物模型的建立［J］．華北煤炭醫學院學報，2006，8(5):613 －614

4 馮建華，尤國興，王瑛，等．Wistar大鼠重度失血性休克模型制備影響因素的研究［J］．軍事醫學，2011，38(8):9 －12

5 鄭軍，洪波，張世范，等．嚴重多發傷一線救護裝置的研制與實驗觀察［J］．華南國防醫學雜志，2010，24(3):211－213

6 胡同增，張自云．實驗外科學［M］．2版．北京:人民衛生出版社，2000:287－296

7 鄭軍，洪波，張世范，等．一種新型失血性休克動物模型和初級生命救護裝置的聯合實驗和評價［J］．華南國防醫學雜志，2010，31(2):86－88

8 韋建革，葉淦湖，利天增，等．一種創傷失血性休克并全身炎癥反應綜合征(SIRS)犬模型的建立［J］．中國急救醫學，2005，25(8):578－580