引用本文: 林立英, 黄国良, 张再重, 姜一帆, 林孝文, 王烈. 建立海水浸泡状态下猪腹部枪弹伤模型及致伤特点的研究. 中国普外基础与临床杂志, 2016, 23(2): 182-185. doi: 10.7507/1007-9424.20160048 复制
现代海战或登岛作战中,由于其特殊的作战环境使伤员受海水浸泡的可能性极大。由于海水具有细菌种类多、热传导快、渗透压高等特点,与陆战伤相比,战伤合并海水浸泡者的死亡率大大高于一般陆战伤者[1-2]。以往研究海战伤救治,多采用陆地上外科手术致伤后再海水浸泡的方式建模,一方面缺乏火器伤的特点,另一方面浸泡所用海水大多数为人工海水。同时,没有模拟到有部分海战伤伤员是在海水浸泡状态下遭受枪弹致伤的实际特点。本实验拟在海水浸泡状态下建立猪腹部枪弹伤模型,对比分析海水浸泡腹部枪弹伤与陆地腹部枪弹伤的致伤特点,通过对生命体征、白细胞计数(WBC)、C反应蛋白(CRP)、死亡率等指标的观察,为濒海战创伤的致伤特点的研究提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 实验动物及分组
西双版纳猪20只,购自上海斯莱克动物实验中心。体质量30~35 kg,雌雄不限,采用随机数字表法随机分成海水浸泡组(n=10)和对照组(n=10)。
1.2 实验地点及条件
实验地点为我国福建省宁德市三都澳海岸,建立模拟濒海战创伤实验场,海水浸泡平台搭建在靠近码头的海面上。该海域海水理化指标为:渗透浓度725.0 mmol/L,pH值8.20,纳离子浓度325.0 mmol/L,钾离子浓度7.9 mmol/L,氯离子浓度375.0 mmol/L。选择环境条件为:9月、温度20~25 ℃、湿度20%~30%、风力4~6级。
1.3 动物模型的制作
实验动物术前禁食12 h,禁饮6 h。3%的戊巴比妥钠1 mL/kg的剂量注射于大腿肌肉进行麻醉,麻醉后经耳缘静脉置管,并使用肝素封管。股动脉穿刺置管,并使用肝素冲管后封管,用于接心电监测仪(Spacelabs监护仪,美国Spacelabs Medical公司)。将猪置于特制木条上(用多根木条制作成约70 cm×110 cm足够大、可防侧翻的担架式平面底架,其上偏侧正中加一“∨”形防重心偏侧的两侧板,周边加固,偏∨侧底部捆绑大块的泡沫),在准备射击前即刻将动物腹部浸泡于海水中。射击手于10 m外持国产81-1式突击步枪正面(0.72 cm口径子弹,初速度720~750 m/s)射击猪的左下腹反麦氏点的标记点,海水浸泡组猪射击致伤后浸泡60 min后打捞出水,对照组在海岸边陆地上以同样方式致伤,不进行海水浸泡。
1.4 指标监测
①生命体征监测。于致伤后1、4、8 h,无菌条件下行股动脉穿刺置管接压力传感器,外接Spacelabs心电监护仪进行生命体征监测,包括平均动脉压(MAP)、肛温(RT)、心率(HR)、呼吸频率(R)。②感染指标监测。于致伤后1、4、8 h,在无菌条件下分别取静脉血液3~5 mL备检,包括WBC,采用显微镜计数法,WBC正常值(4~10)×109/L;CRP,采用ELISA方法测定,CRP正常值为0.8~8 mg/L。③观察8 h内死亡情况。
1.5 统计学方法
数据应用软件SPSS 19.0处理,计量资料以均数±标准差(
2 结果
2.1 2组猪的死亡情况
对照组在伤后8 h内死亡2只(20%),分别是伤后3.25 h、5.78 h;海水浸泡组在伤后8 h内死亡5只(50%),分别是伤后1.15 h、1.88 h、3.63 h、4.25 h、6.95 h,海水浸泡组伤后8 h内死亡率明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。
2.2 2组猪的生命体征情况
海水浸泡组在伤后各时间点的MAP、RT均明显低于对照组相应时相(P<0.05),海水浸泡组在伤后4 h和8 h时的HR明显低于对照组相应时相(P<0.05),而海水浸泡组在伤后8 h时的R明显慢于对照组相应时相(P<0.05),见表 1。

2.3 2组猪伤后不同时相的感染情况
对照组WBC在伤后8 h较正常值明显升高,海水浸泡组在伤后4 h和8 h时较正常值均明显升高且明显高于对照组相应时相(P<0.05)。对照组CRP在伤后4 h和8 h时较正常值明显升高,海水浸泡组于伤后在1 h、4 h及8 h时均较正常值明显升高且明显高于对照组相应时相(P<0.05),见表 2。

3 讨论
腹部枪弹伤合并海水浸泡是海战中常见的战伤,由于濒海作战中特殊的战争环境,海水进入受伤开放性腹腔内的情况会时有发生。以往的大量研究[3-6]已证实,海水浸泡伤作为一种严重的应激状态,可导致组织细胞的损伤,引起机体发生多器官功能障碍综合征。但研究中使用的腹部枪弹伤合并海水浸泡的动物模型存在诸多缺陷,使其不能真实地模拟濒海作战中腹部外伤的情况。实际海战中,有部分海战伤员是先落入海水中,然后才遭受枪弹致伤,不同于先致伤再合并海水浸泡情况,针对这一内容,既往缺乏针对性的研究。
当前,国内外濒海战创伤研究虽有一定进展,但研究环境因素较为局限,单一干预因素报道的科研资料较多,从环境动态变化角度分析多因素条件下的战伤救治手段研究少。几乎所有的动物模型都是通过外科手术造成的模拟战创伤,通过实弹射击和爆破方法最大限度模拟战创伤的研究较少[7-10]。同时,大多数动物模型的建立多是以小型动物如鼠类、兔类为主[11-12],缺乏大型动物建模的标准。没有形成统一标准的建模方法,目前濒海战创伤研究中存在的主要问题如下:第一,致伤手段以外科手术为主,与实战条件下致伤类型和伤情特点有明显不同;第二,动物的创伤程度轻重不一,缺乏建模的均衡性;第三,模拟海水浸泡过程中,有的使用自制或国家海洋局提供的海水,有的使用千里之外取回的海水,海水理化特性不一致,而且各个研究中海水浸泡时间不统一。上述问题的存在,导致目前不同研究团队的研究结果缺乏可对比性和可借鉴性,不利于整体研究水平的提高。
本研究结合自身的地域优势,针对目前濒海战创伤研究中存在的不足之处和亟待解决的重点难题,在濒海战创伤方面进行了研究。本研究选取地处福建宁德的海军三都舰艇岸勤医院建立模拟濒海战创伤实验场,温度、湿度、盐雾浓度、光照、风力等指标均为自然状况而非人为干预模拟,在濒海各种自然环境特征和特殊的气候环境下,将实验动物、装备等置入该环境中进行相关研究,在最大限度模拟实战的条件下,成功建立濒海腹部战创伤大型动物模型,并证实较好地符合了濒海腹部战创伤的致伤特点和研究要求,具有稳定性、可重复性特点。
本研究结果显示,海水浸泡可使腹部枪弹伤的伤情更严重、感染时间提前且程度加重、死亡率增高,其原因可能有以下几个方面:第一,由于海水具有低温、高钠、高渗等特殊理化性质,海水浸泡可加重伤口局部及周围组织的水肿、变性、坏死和炎症反应[13-18];高渗透性海水进入腹腔引起机体快速脱水、血液浓缩;腹腔海水浸泡可引起机体血流动力学严重紊乱,出现高氯血症、高钠血症、高钾血症[19];休克及血液浓缩加重创伤失血后机体的微循环障碍,继而引起机体酸碱平衡失调、自由基损伤、炎性因子损伤、内脏功能受损等严重后果[20]。第二,海水进入腹腔可以引起机体出现严重腹腔感染、伤口感染并发症。出现腹腔感染的原因:首先是海水中含有多种细菌,浸泡腹腔后造成腹腔污染;再者腹腔海水浸泡后肠黏膜屏障功能受到损害,细菌和内毒素经多途径发生移位,造成肠源性内毒素血症,进而启动全身炎症反应综合征并引起多器官功能障碍综合征,因此造成其感染时限提前、感染程度加重,同时海水浸泡组死亡率比陆地腹部战创伤组高[21-24]。
在本研究中,我们已成功建立濒海腹部战创伤大型动物模型,腹部战创伤合并海水浸泡可引起伤情更严重、感染时间提前且程度加重、死亡率增高,对其进行深入研究可为此类伤情的判断及救治提供帮助。
现代海战或登岛作战中,由于其特殊的作战环境使伤员受海水浸泡的可能性极大。由于海水具有细菌种类多、热传导快、渗透压高等特点,与陆战伤相比,战伤合并海水浸泡者的死亡率大大高于一般陆战伤者[1-2]。以往研究海战伤救治,多采用陆地上外科手术致伤后再海水浸泡的方式建模,一方面缺乏火器伤的特点,另一方面浸泡所用海水大多数为人工海水。同时,没有模拟到有部分海战伤伤员是在海水浸泡状态下遭受枪弹致伤的实际特点。本实验拟在海水浸泡状态下建立猪腹部枪弹伤模型,对比分析海水浸泡腹部枪弹伤与陆地腹部枪弹伤的致伤特点,通过对生命体征、白细胞计数(WBC)、C反应蛋白(CRP)、死亡率等指标的观察,为濒海战创伤的致伤特点的研究提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 实验动物及分组
西双版纳猪20只,购自上海斯莱克动物实验中心。体质量30~35 kg,雌雄不限,采用随机数字表法随机分成海水浸泡组(n=10)和对照组(n=10)。
1.2 实验地点及条件
实验地点为我国福建省宁德市三都澳海岸,建立模拟濒海战创伤实验场,海水浸泡平台搭建在靠近码头的海面上。该海域海水理化指标为:渗透浓度725.0 mmol/L,pH值8.20,纳离子浓度325.0 mmol/L,钾离子浓度7.9 mmol/L,氯离子浓度375.0 mmol/L。选择环境条件为:9月、温度20~25 ℃、湿度20%~30%、风力4~6级。
1.3 动物模型的制作
实验动物术前禁食12 h,禁饮6 h。3%的戊巴比妥钠1 mL/kg的剂量注射于大腿肌肉进行麻醉,麻醉后经耳缘静脉置管,并使用肝素封管。股动脉穿刺置管,并使用肝素冲管后封管,用于接心电监测仪(Spacelabs监护仪,美国Spacelabs Medical公司)。将猪置于特制木条上(用多根木条制作成约70 cm×110 cm足够大、可防侧翻的担架式平面底架,其上偏侧正中加一“∨”形防重心偏侧的两侧板,周边加固,偏∨侧底部捆绑大块的泡沫),在准备射击前即刻将动物腹部浸泡于海水中。射击手于10 m外持国产81-1式突击步枪正面(0.72 cm口径子弹,初速度720~750 m/s)射击猪的左下腹反麦氏点的标记点,海水浸泡组猪射击致伤后浸泡60 min后打捞出水,对照组在海岸边陆地上以同样方式致伤,不进行海水浸泡。
1.4 指标监测
①生命体征监测。于致伤后1、4、8 h,无菌条件下行股动脉穿刺置管接压力传感器,外接Spacelabs心电监护仪进行生命体征监测,包括平均动脉压(MAP)、肛温(RT)、心率(HR)、呼吸频率(R)。②感染指标监测。于致伤后1、4、8 h,在无菌条件下分别取静脉血液3~5 mL备检,包括WBC,采用显微镜计数法,WBC正常值(4~10)×109/L;CRP,采用ELISA方法测定,CRP正常值为0.8~8 mg/L。③观察8 h内死亡情况。
1.5 统计学方法
数据应用软件SPSS 19.0处理,计量资料以均数±标准差(
2 结果
2.1 2组猪的死亡情况
对照组在伤后8 h内死亡2只(20%),分别是伤后3.25 h、5.78 h;海水浸泡组在伤后8 h内死亡5只(50%),分别是伤后1.15 h、1.88 h、3.63 h、4.25 h、6.95 h,海水浸泡组伤后8 h内死亡率明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。
2.2 2组猪的生命体征情况
海水浸泡组在伤后各时间点的MAP、RT均明显低于对照组相应时相(P<0.05),海水浸泡组在伤后4 h和8 h时的HR明显低于对照组相应时相(P<0.05),而海水浸泡组在伤后8 h时的R明显慢于对照组相应时相(P<0.05),见表 1。

2.3 2组猪伤后不同时相的感染情况
对照组WBC在伤后8 h较正常值明显升高,海水浸泡组在伤后4 h和8 h时较正常值均明显升高且明显高于对照组相应时相(P<0.05)。对照组CRP在伤后4 h和8 h时较正常值明显升高,海水浸泡组于伤后在1 h、4 h及8 h时均较正常值明显升高且明显高于对照组相应时相(P<0.05),见表 2。

3 讨论
腹部枪弹伤合并海水浸泡是海战中常见的战伤,由于濒海作战中特殊的战争环境,海水进入受伤开放性腹腔内的情况会时有发生。以往的大量研究[3-6]已证实,海水浸泡伤作为一种严重的应激状态,可导致组织细胞的损伤,引起机体发生多器官功能障碍综合征。但研究中使用的腹部枪弹伤合并海水浸泡的动物模型存在诸多缺陷,使其不能真实地模拟濒海作战中腹部外伤的情况。实际海战中,有部分海战伤员是先落入海水中,然后才遭受枪弹致伤,不同于先致伤再合并海水浸泡情况,针对这一内容,既往缺乏针对性的研究。
当前,国内外濒海战创伤研究虽有一定进展,但研究环境因素较为局限,单一干预因素报道的科研资料较多,从环境动态变化角度分析多因素条件下的战伤救治手段研究少。几乎所有的动物模型都是通过外科手术造成的模拟战创伤,通过实弹射击和爆破方法最大限度模拟战创伤的研究较少[7-10]。同时,大多数动物模型的建立多是以小型动物如鼠类、兔类为主[11-12],缺乏大型动物建模的标准。没有形成统一标准的建模方法,目前濒海战创伤研究中存在的主要问题如下:第一,致伤手段以外科手术为主,与实战条件下致伤类型和伤情特点有明显不同;第二,动物的创伤程度轻重不一,缺乏建模的均衡性;第三,模拟海水浸泡过程中,有的使用自制或国家海洋局提供的海水,有的使用千里之外取回的海水,海水理化特性不一致,而且各个研究中海水浸泡时间不统一。上述问题的存在,导致目前不同研究团队的研究结果缺乏可对比性和可借鉴性,不利于整体研究水平的提高。
本研究结合自身的地域优势,针对目前濒海战创伤研究中存在的不足之处和亟待解决的重点难题,在濒海战创伤方面进行了研究。本研究选取地处福建宁德的海军三都舰艇岸勤医院建立模拟濒海战创伤实验场,温度、湿度、盐雾浓度、光照、风力等指标均为自然状况而非人为干预模拟,在濒海各种自然环境特征和特殊的气候环境下,将实验动物、装备等置入该环境中进行相关研究,在最大限度模拟实战的条件下,成功建立濒海腹部战创伤大型动物模型,并证实较好地符合了濒海腹部战创伤的致伤特点和研究要求,具有稳定性、可重复性特点。
本研究结果显示,海水浸泡可使腹部枪弹伤的伤情更严重、感染时间提前且程度加重、死亡率增高,其原因可能有以下几个方面:第一,由于海水具有低温、高钠、高渗等特殊理化性质,海水浸泡可加重伤口局部及周围组织的水肿、变性、坏死和炎症反应[13-18];高渗透性海水进入腹腔引起机体快速脱水、血液浓缩;腹腔海水浸泡可引起机体血流动力学严重紊乱,出现高氯血症、高钠血症、高钾血症[19];休克及血液浓缩加重创伤失血后机体的微循环障碍,继而引起机体酸碱平衡失调、自由基损伤、炎性因子损伤、内脏功能受损等严重后果[20]。第二,海水进入腹腔可以引起机体出现严重腹腔感染、伤口感染并发症。出现腹腔感染的原因:首先是海水中含有多种细菌,浸泡腹腔后造成腹腔污染;再者腹腔海水浸泡后肠黏膜屏障功能受到损害,细菌和内毒素经多途径发生移位,造成肠源性内毒素血症,进而启动全身炎症反应综合征并引起多器官功能障碍综合征,因此造成其感染时限提前、感染程度加重,同时海水浸泡组死亡率比陆地腹部战创伤组高[21-24]。
在本研究中,我们已成功建立濒海腹部战创伤大型动物模型,腹部战创伤合并海水浸泡可引起伤情更严重、感染时间提前且程度加重、死亡率增高,对其进行深入研究可为此类伤情的判断及救治提供帮助。