一种用于动物挤压伤实验仪的研制与应用

【作 者】赵鲁平，刘跃洪，陈曦＊

德阳市人民医院，四川省，德阳市， 618000

挤压综合征[1]是由于肢体受挤压引起的广泛肌肉损伤威胁生命的损伤综合征，常见于战争、地震、交通事故以及过度运动。近年来，由于地质活动灾害频发，交通创伤以及工矿企业事故逐步增多等所致的挤压伤—挤压综合征，受到了临床上越来越多的重视，不少学者已就挤压伤—挤压综合征的发病机制、病理改变、影响结果和治疗方案等进行了相关的动物实验研究。但就目前的研究状况来看，挤压综合征动物实验基本上采用自制方法进行挤压伤动物实验模型的制作，实验方法和手段各有不同。因此，为了能够对挤压伤—挤压综合征实验流程进行标准化控制，我单位设计了一种针对小型动物（大鼠、兔等）的挤压伤专用实验仪，可以对挤压重量、挤压时间进行精确控制，为临床挤压伤—挤压综合征早期诊断及防治，提供新的实验方法。

1 设计思路

目前，制作挤压伤—挤压综合征动物实验模型的主要方法有气压止血带压迫[2]、间歇性气囊挤压[3]和肌肉萃取物再输入体内[4]；自制简单模具有薄发泡泡膜[5]、硬塑料块[6]和特制塑性木板[7]等，可见各家手段不尽相同，施加压力也有重量(kg)、压力(Pa)大小的区别，并没有一个标准化、可控制的操作模式。因此本研究就是要设计一种专用动物挤压伤实验仪，对挤压过程的压力和时间进行控制，提高实验的准确性和可信性。

2 制作方法

2.1 总体设计与工作原理

挤压伤实验仪主要由重力加载升降机、荷重传感器、电气控制和计算机操作显示界面四部分组成(图1)。挤压伤实验工作包括了压力控制和时间控制两部分(图2)。将实验动物俯卧或仰卧位固定于实验仪顶面的实验台上，后肢固定，前肢可以自由活动，进食饮水不受限制。通过重力加载升降机控制施加压力，压力大小由动物固定台下载荷传感器输入计算机，经AD转换后显示于操作界面。由电气控制装置设定时间，在预定时间到达后重力加载升降机自动升降，完成解压。重力加载升降机的升降，由过直角怠速马达控制实现。挤压伤实验仪的操作流程图见图3所示。荷重传感器的荷重范围为0.1 kg-20 kg。

图1 挤压伤实验仪设计示意图Fig.1 The design schematic diagram of experimental apparatus of animal crush injury

图2 挤压伤实验仪控制面板示意图Fig.2 The schematic diagram of control panel of experimental apparatus

图3 挤压伤实验操作流程示意图Fig.3 The schematic diagram of operation flow of the crush injury experiment

2.2 样品制作

实验仪的箱体采用类似于长方形电子称的整体外观设计，长45 cm、宽30 cm、高16 cm，升降杆高55 cm，如图4所示。实验仪的顶面是长25 cm宽19 cm的动物固定托盘，便于放置动物肢体使挤压更充分。重力加载升降机放置于箱体尾部，通过金属连杆与挤压肢体的不锈钢板连接。动物固定托盘下方与载荷传感器接触，其所感应的压力通过计算机显示于操作控制界面上，实现人机对话，如图5所示。

图4 挤压伤实验仪Fig.4 The experimental apparatus of animal crush injury

图5 控制面板Fig.5 The control panel of experimental apparatus

3 样品测试

3.1 样品试用测试情况

使用160 g～180 g SD大鼠作为实验动物，以俯卧位固定于托盘上，挤压大鼠臀部及双下肢。设定挤压时间4h，挤压重量10 kg。挤压完成后，可见大鼠双下肢明显变形、肿胀，不能正常行走。解剖挤压部位可见肌肉水肿明显，并有少量粉红色液体渗出。抽取血样标本检测各项酶指标均升高，符合挤压伤实验标准[8-9]。

3.2 挤压伤试验效果

本研制样品制作成功后进行了36只SD大鼠的挤压伤实验，分为挤压组（挤压4 h、8 h、12 h、24 h、48 h）和非挤压组。挤压组于解除压迫后3 h抽取血样检测生化指标，对K+、AST、ALT、CK、CKMB、LDH-L和Cr+等检测结果均高于对照组，挤压组内检测结果随挤压时间的增加而改变，结果具有统计学意义（P＜0.05）。实验结果与其他研究者的结果类似[10-11]，可靠有效。

4 结论

用挤压伤实验仪进行挤压伤实验操作，简单方便，可控性好，能够进行实验流程的标准化控制，是建立挤压综合征动物模型较理想的实验设备。

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