便攜式腹腔灌洗裝置的研制及其對海水浸泡腹腔開放傷犬的救治研究

周 松，張文華，邵志鴻，葉清林，鐘 偉，林曉強，陳月鳳，王小文

0 引 言

海水浸泡腹腔開放傷是渡海登陸作戰(zhàn)、海戰(zhàn)中一種較常見的、特殊的傷型。由于海水是一種高滲性液體，其導熱系數大、溫度低，且含有數萬種致病微生物，海戰(zhàn)傷海水浸泡后對機體的血漿滲透壓、電解質平衡和體溫過低有嚴重影響，較普通腹腔開放傷更容易發(fā)生多器官功能障礙，救治難度大，救治成功率低。海上環(huán)境對海上救治的療效有明顯影響，可能是致死率高的重要原因[1]。研究表明早期行腹腔灌洗復溫可明顯提高海水浸泡腹腔開放傷實驗動物的生存率，并以腹腔溫熱低滲鹽水持續(xù)灌洗為主的中心復溫法療效最佳[2-3]。如何能在傷后早期在海上進行有效的腹腔灌洗復溫是救治的關鍵。因此，本研究設計并研制了一種適合海戰(zhàn)條件的便攜式腹腔灌洗裝置，通過海水浸泡腹腔開放傷動物模型，探討其灌洗復溫的效果。

1 材料與方法

1.1便攜式腹腔灌洗裝置的設計與研制便攜式腹腔灌洗裝置由腹腔罩、支架和固定帶三部分組成，見圖1。腹腔罩是裝置的主要部分，包括腹腔罩主體及進水管、出水管。腹腔罩主體采用硅膠材料，既有一定的硬度，又有一定的彈性；同時外形采用“穹頂樣”設計，能最大限度地保護脫出的腹腔臟器。基底部分采用內翻“裙邊樣”設計，與傷口周圍皮膚能緊密貼合，與支架和固定帶配合使用能有效封閉傷口，防止灌洗液溢出，并且有利于灌洗液自出水管引出。為了適應復雜的戰(zhàn)創(chuàng)傷條件以及不同面積的腹部開放傷，我們設計了兩種不同規(guī)格的腹腔灌洗裝置。

1.2實驗動物與分組比格犬10只，體重(15～18)kg，隨機分為2組。常規(guī)即時組 (n=5)：腹部開放傷+海水浸泡+經腹部切口即時灌洗復溫；裝置即時組(n=5)：腹部開放傷+海水浸泡+運用便攜式腹腔灌洗裝置即時灌洗復溫。為消除生物節(jié)律對實驗結果的影響，均于上午8時開始實驗。造模前禁食24 h，自由飲水，實驗前1 h禁水。

圖1 便攜式腹腔灌洗裝置結構示意圖

1.3人工海水的配制人工海水配制采用國家海洋局第三研究所配方，其主要指標為：滲透濃度(1250±11.52)mmol/L，pH 8.2，鈉離子濃度(630±5.33)mmol/L，鉀離子濃度(10.88±0.68)mmol/L，氯離子濃度(658.8±5.25)mmol/L，溫度21 ℃，實驗室溫度25 ℃。NaCl 26.518 g/L，MgCl22.447 g/L，MgSO43.305 g/L，CaCl21.141 g/L，KCl 0.725 g/L，NaHCO30.202 g/L，NaBr0.083 g/L。

1.4動物模型的建立實驗動物術前禁食24 h，采用氯胺酮肌肉注射(20 mg/kg) 麻醉實驗犬，然后將動物置于固定架上。術中以丙泊酚注射液每小時3 mg/kg維持麻醉。所有動物術前都經前肢股動、靜脈插入導管，用手術刀切開皮膚、皮下組織、肌層和腹膜，切口長8 cm(上達劍突，下達恥骨聯(lián)合上緣)。致傷后浸泡入26 ℃人工海水中3 h。浸泡平面達劍突上5 cm。常規(guī)即時組浸泡3 h打撈出水，經腹部切口立即用40 ℃的0.45%低滲鹽水灌洗。裝置即時組浸泡3 h，打撈出水立即用40 ℃的0.45%低滲鹽水經便攜式腹腔灌洗裝置灌洗，具體做法：將進水管經傷口盡可能放置到腹腔深部，把腹腔罩與傷口周圍皮膚扣緊，然后用支架和固定帶固定確切，繼而將40 ℃的0.45%低滲鹽水經進水管通過重力作用快速灌入。常規(guī)即時組浸泡3 h，打撈出水立即用40 ℃的0.45%低滲鹽水經導管快速灌洗。2組的灌洗液體總量均為2 L。

1.5生命體征監(jiān)測所有動物都經股動脈、股靜脈插入導管，接壓力傳感器至有創(chuàng)心電監(jiān)護儀，測定各組致傷前、浸泡3 h打撈出水和沖洗后2 h的心率、平均動脈壓(MAP)和中心靜脈壓(CVP)。分別于上述時間點經肛門插入體溫計測定體溫。

1.6血清炎癥因子及相關指標的測定于致傷前、傷后浸泡3 h以及沖洗后2 h、1 d、3 d、5 d觀察以下指標：電解質、血氣、腫瘤壞死因子-a(TNF-a)、干擾素-γ(IFN-γ)、IL-1b、IL-6、IL-8、血管內皮生長因子(VEGF)、轉化生長因子-b(TGF-b)、內毒素(Endotoxin)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、乳酸、乳酸脫氫酶。MDA代表脂質過氧化水平，而SOD是消除氧自由基的蛋白，MDA和SOD可以檢測自由基的產生和清除這一動態(tài)平衡[4]。

1.7組織病理學檢測比格犬5只，分別于開腹后、浸泡后2 h、常規(guī)即時沖洗后2 h、裝置即時沖洗后2 h以及常規(guī)延時沖洗后2 h取肝、肺、胃、小腸、心臟組織，置于10%的中性甲醛固定，石蠟包埋，切片、HE染色，觀察觀察病理變化。

1.8透射電鏡觀察①取材：迅速從選取組織，切成1 mm×1 mm×2 mm大小長條形；②前固定：3%戊二醛-1.5%多聚甲醛-0.1 M PBS (pH 7.2) 4 ℃固定2 h以上；③漂洗:0.1 M PBS (pH 7.2) 3次；④后固定：1%鋨酸-1.5%亞鐵氰化鉀4 ℃ 1.5 h；⑤漂洗：0.1 M PBS (pH 7.2) 3次；⑥脫水：50%酒精10 min；70%酒精飽和醋酸鈾染液4 ℃過夜；90%酒精10 min；90%酒精-丙酮10 min；90%丙酮10 min；無水丙酮10 min×3次；⑦浸透：無水丙酮+環(huán)氧樹脂618包埋劑(1∶1)1.5 h，純618包埋劑35 ℃3 h；⑧包埋、聚合：35 ℃12 h，45 ℃12 h，60 ℃3 d；⑨切片、染色：超薄切片機切70～80 nm的超薄切片；經醋酸鈾、檸檬酸鉛分別染色5 min，然后蒸餾水水洗；⑩在透射電鏡下觀察并攝片。

2 結 果

2.1便攜式腹腔灌洗裝置對海水浸泡腹腔開放傷犬生命體征的影響致傷前，2組動物的MAP、CVP、體溫和心率沒有明顯差異(P>0.05)。海水浸泡3 h后CVP、體溫較致傷前顯著下降(P<0.05)，MAP和心率亦下降；沖洗后2 h檢測到2組動物的CVP繼續(xù)下降，較浸泡3 h后相比差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，同時體溫回升(P<0.05)；MAP和心率亦有回升，但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。在整個過程中，常規(guī)即時組和裝置即時組之間差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1。

時間CVP(mmHg)體溫(℃)MAP(mmHg)心率(次/min)致傷前 常規(guī)即時組8．36±0．42?38．70±0．50?95．00±25．36183．80±28．91 裝置即時組8．26±0．43?38．46±0．40?113．60±33．52180．40±50．74浸泡3h后 常規(guī)即時組4．52±0．4236．18±0．4070．60±33．91163．40±55．16 裝置即時組4．48±0．2336．22±0．4375．00±28．82167．20±45．49沖洗后2h 常規(guī)即時組3．64±0．32?37．32±0．37?76．40±17．23179．60±40．54 裝置即時組3．62±0．35?37．08±0．55?78．00±28．71175．20±46．861mmHg=0．133kPa；組內不同時間點與浸泡后3h比較，?P<0 05

2.2便攜式腹腔灌洗裝置對海水浸泡腹腔開放傷犬炎癥細胞因子的影響2組經海水浸泡后炎癥因子表達迅速上升，沖洗后炎癥因子依然呈表達上升的趨勢。內毒素、IL-1b、IL-6、VEGF、TGF-b沖洗后1 d達到峰值。裝置即時組和常規(guī)即時組的各指標差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。裝置即時組的MDA在海水浸泡和灌洗階段與常規(guī)即時組差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。SOD的結果顯示2組相同時間點間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2。

2.4便攜式腹腔灌洗裝置對海水浸泡腹腔開放傷犬器官組織炎癥的影響海水浸泡前腹腔開放傷犬小腸黏膜形態(tài)完整，絨毛結構清晰，絨毛排列整齊，肝無明顯肝細胞水腫、壞死及炎性細胞浸潤。開腹并海水浸泡后小腸黏膜結構紊亂，絨毛破損，上皮細胞部分脫落，部分固有層暴露，胃組織炎癥細胞聚集較多，微絨毛脫落、斷裂；裝置即時組和常規(guī)即時組相比，胃腸道黏膜損傷較輕，兩者均有一定程度的上皮下間隙擴張，部分絨毛頂端破損、脫落，毛細血管充血，緊密連接結構大致可見，少量炎癥細胞浸潤，線粒體腫脹減輕。各組心臟組織未見明顯差異，在肺組織中，海水浸泡組以及沖洗組均伴有炎癥細胞浸潤。見圖2。

時間致傷前浸泡3h沖洗后2h沖洗后1d沖洗后3d沖洗后5d內毒素(Eμ/L) 常規(guī)即時組0．34±0．230．53±0．210．89±0．10?0．96±0．24?0．95±0．15?0．79±0．11? 裝置即時組0．18±0．09#0．50±0．150．69±0．220．94±0．30#0．68±0．210．56±0．18TNF?α(mg/L) 常規(guī)即時組19．07±6．1227．02±5．8127．86±3．2828．74±3．9823．61±2．8620．76±2．17 裝置即時組21．44±7．3526．12±4．0927．85±4．7522．13±8．2624．09±2．5623．20±4．89IL?1β(mg/L) 常規(guī)即時組383．26±132．61#647．16±121．47694．42±75．20766．80±82．71638．65±46．12614．79±91．31 裝置即時組411．55±112．41#685．80±89．77636．61±137．16659．85±119．99622．06±90．91608．58±81．77IL?6(mg/L) 常規(guī)即時組548．30±179．38573．08±122．22631．61±52．07614．24±21．04612．98±72．94574．91±57．51 裝置即時組558．59±26．46581．76±87．98625．75±84．74701．68±77．13631．66±151．79643．49±136．27IL?8(mg/L) 常規(guī)即時組148．28±36．05149．08±46．31163．48±34．78169．41±36．64184．80±17．09172．03±32．50 裝置即時組100．76±22．77120．51±40．56144．74±37．17163．42±34．57143．08±57．94163．37±44．84IFN?γ(mg/L) 常規(guī)即時組62．21±14．7075．66±18．7976．14±13．7077．37±11．9271．07±4．6460．82±5．80 裝置即時組60．30±12．6665．26±11．8765．24±15．2258．36±11．4963．99±7．7459．35±5．42VEGF(mg/L) 常規(guī)即時組258．37±48．49297．88±60．82295．12±48．27337．94±92．38292．67±67．65310．51±71．01 裝置即時組249．56±21．66246．99±22．95268．30±14．27290．21±48．38306．73±61．97278．10±49．20TGF?β(ng/L) 常規(guī)即時組74．28±10．3286．98±17．5984．27±8．5396．02±17．8791．07±19．9290．43±26．86 裝置即時組73．62±12．6184．45±16．5989．05±10．5597．92±14．5886．80±22．1389．50±18．20MDA(mmol/L) 常規(guī)即時組0．29±0．050．32±0．050．33±0．040．35±0．040．33±0．050．32±0．04 裝置即時組0．29±0．050．33±0．060．35±0．040．33±0．050．33±0．060．30±0．07SOD(U/L) 常規(guī)即時組175．68±35．46175．29±31．31142．32±10．75132．98±40．71174．03±40．38159．59±39．12 裝置即時組161．07±19．21153．28±24．50133．49±16．72136．81±61．96145．00±56．50144．23±33．67常規(guī)即時組組內不同時間點與浸泡后3h比較，?P<0．05；裝置即時組組內不同時間點與浸泡后3h比較，#P<0．05

時間致傷前浸泡3h沖洗后2h沖洗后1d沖洗后3d沖洗后5dNa+(mmol/L) 常規(guī)即時組144．24±1．66?153．50±3．25146．44±1．80143．64±1．25?142．12±2．86?141．26±1．31? 裝置即時組143．24±2．14#153．70±3．84144．96±1．59#143．08±0．86#141．80±2．32#141．06±1．39#K+(mmol/L) 常規(guī)即時組3．64±0．12?4．00±0．183．88±0．083．64±0．20?3．54±0．21?3．44±0．13? 裝置即時組3．60±0．14#4．12±0．203．79±0．10#3．54±0．08#3．44±0．14#3．45±0．07#Ca2+(mmol/L) 常規(guī)即時組2．42±0．122．46±0．172．33±0．152．41±0．142．43±0．122．44±0．07 裝置即時組2．42±0．102．39±0．102．30±0．092．38±0．082．41±0．102．41±0．05Cl-(mmol/L) 常規(guī)即時組112．36±2．23?124．82±1．18122．14±3．40115．88±3．27?111．50±1．08?110．22±1．66? 裝置即時組111．32±1．92#124．96±2．09121．40±3．75117．28±2．32#110．68±2．11#109．82±1．00#HCO-3(mmol/L) 常規(guī)即時組18．28±0．58?14．22±1．1315．54±0．46?17．46±0．93?18．40±0．61?18．02±0．26? 裝置即時組18．06±0．87#14．66±1．0016．20±0．68#17．36±0．86#18．14±0．42#18．00±0．29#pH 常規(guī)即時組7．41±0．017．30±0．027．36±0．027．39±0．036．80±1．357．40±0．02 裝置即時組7．40±0．037．29±0．057．36±0．027．40±0．037．40±0．037．41±0．03乳酸(mmol/L) 常規(guī)即時組6．61±0．44?8．16±0．197．78±0．07?7．06±0．32?6．79±0．37?6．57±0．27? 裝置即時組6．55±0．37#8．19±0．217．74±0．11#7．08±0．30#6．70±0．38#6．64±0．48#乳酸脫氫酶(U/L) 常規(guī)即時組244．40±23．25?359．74±20．42581．98±29．12?732．12±53．10?1008．24±69．31?854．26±63．84? 裝置即時組238．50±35．30#365．94±27．91593．30±35．29#771．38±33．46#910．70±65．71#931．56±86．64#

圖2 犬不同處理的胃、小腸、心臟和肺組織染色圖(HE ×100)

2.5便攜式腹腔灌洗裝置對海水浸泡腹腔開放傷犬組織細胞超微結構的影響透射電鏡觀察不同處理犬的肝、胃和小腸組織細胞的超微結構。海水浸泡前肝細胞細胞核染色質及細胞質有少量的溶解。海水浸泡3 h后肝組織壞死、結構紊亂，細胞核染色質及細胞質有一定程度的溶解，細胞膜不完整。常規(guī)即時組和裝置即時組之間無明顯差異，肝細胞細胞核染色質及細胞質有一定程度的溶解，線粒體腫脹、灶性空化，細胞膜不完整。海水浸泡前腸絨毛完整，排列整齊。海水浸泡后小腸上皮細胞空泡變性，粗面內質網擴張，線粒體輕度腫脹，部分杯狀細胞排空，間質水腫伴炎癥細胞浸潤。心臟、胃和肺組織無明顯的差異表現(xiàn)。見圖3。

圖3 犬不同處理的肝、胃和小腸組織細胞的超微結構(×2000)

3 討 論

因此，救治海水浸泡腹腔開放性創(chuàng)傷的傷員，首要任務是使其盡快脫離海水環(huán)境，減少傷口在海水中的浸泡時間；然后采取清創(chuàng)復溫、腹腔灌洗、糾正水電解質紊亂、抗感染等治療措施。研究表明，早期行腹腔灌洗復溫可明顯提高海水浸泡腹腔開放傷實驗動物的生存率，并以腹腔溫熱低滲鹽水持續(xù)灌洗為主的中心復溫法療效最佳[2-3]。腹腔灌洗復溫后，血溫迅速回升，腹膜臟層靜脈回流入門靜脈，可使肝臟復溫；肝臟的復溫有利于提高酶的活性，消除體溫過低產生的酸性代謝物和毒素[13]。陳兵等通過研究表明胸腔灌洗相對于低滲補液等傳統(tǒng)治療方法可以較快地糾正體內的高鈉和高滲狀態(tài)，使傷者更早脫離高滲環(huán)境，為成功搶救創(chuàng)造條件[14]。同時，當胸部或腹部受到機械損傷，海水以及空氣進入到腹腔或者胸腔，誘導機體炎癥反應，募集中性粒細胞、單核細胞以及淋巴細胞到暴露的腸、胃、肺等組織中，并釋放VEGF、TNF-a、IL-6等多種炎癥因子[15-17]。因此，早期腹腔灌洗復溫具有重要作用：①使機體迅速脫離高滲海水浸泡狀態(tài)，減少海水對機體的損害。②快速有效的進行腹腔中心復溫，減輕低溫海水對各臟器功能的損害。③清除進入腹腔的病原微生物。④改善微循環(huán)狀態(tài)，降低MODS發(fā)生率。

海戰(zhàn)條件下如何在傷后盡早進行腹腔灌洗復溫是救治成功的關鍵因素。在本研究中，我們設計研制了一種適合海戰(zhàn)條件的便攜式腹腔灌洗裝置。通過該裝置對海水浸泡腹腔開放傷犬進行即時腹腔灌洗復溫。結果顯示，本方法能快速穩(wěn)定生命體征，糾正水電解質紊亂和酸堿失衡，降低TNF-a、IL-6、IL-1b、IL-8、IFN-γ、VEGF、TGF-b、MDA等因子的表達，一定程度上抑制了實驗犬胃、小腸、肝、肺等重要器官組織的炎癥反應，達到了與常規(guī)灌洗復溫相當的效果。然而，除了灌洗復溫之外，海水浸泡開放傷的早期綜合救治還應包括抗休克、抗高滲、高鈉、高氯血癥以及抗感染等治療[18]。單純的進行灌洗復溫救治效果有限，這可能是導致海水腹腔開放傷犬在灌洗復溫后CVP、MAP、心率、電解質等不能及時糾正的原因。

在海上特定的環(huán)境下，受條件的限制，救助傷員存在特定的困難。艦船上大多缺乏良好的救治條件及便捷的后送工具，導致無法及時后送。當出現(xiàn)海水浸泡腹腔開放傷傷員時，目前的救治模式是傷口包扎、補液、抗感染治療并等待后送，待后送到后方有條件的醫(yī)院后，方可進行腹腔灌洗復溫、清創(chuàng)等確定性處理。這樣使傷員無法盡快脫離海水浸泡造成的損傷，延誤了救治時機，最終必然會影響救治成功率。本研究設計研制的便攜式腹腔灌洗裝置，簡單易學，使用方便，達到了與常規(guī)腹腔灌洗復溫相當的效果，能在等待后送及后送途中進行，為后送及后續(xù)治療贏得時間，滿足了海戰(zhàn)條件下現(xiàn)場急救的要求，為海水浸泡腹腔開放傷的救治提供了一種新的思路。

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