10mm布袋弹的生物损伤效应特点研究

蒲利森，黄宇宏，李绪强，徐 鹏，林 健

10mm布袋弹属于柔性非致命防暴动能弹，配用于10mm防暴转轮手枪，主要用于驱散15m距离内骚乱人群，打击并制服5m距离内的违法犯罪分子[1-2]，要求在有效距离0.1～15m范围内射击时不允许使人致死或造成永久性伤害[3]。但是目前国内尚未建立柔性防暴动能弹威力标准，只能依照产品的战术技术指标要求以杀伤性武器威力标准[4]不穿透25mm松木板作为近距离使用的判据，对于弹药致伤效应还无法进行准确、科学的判定，鉴于类似的防暴产品在近距离使用时也曾经出现过致死的案例[5]，为全面考核评定产品威力性能，为公安武警队伍作战选用有效的武器和致伤后救治提供科学依据，故开展生物致伤效应实验。

材料与方法

1 实验材料

10mm布袋弹主要由底火、发射药盒、弹壳、布袋弹丸、护片和封口垫组成，在打击目标时，布袋弹丸(布袋和铅砂组成)具有较好的延展性，从而增大截面积，降低比动能，达到减小致伤威力的目的。该弹药是一种近距离作战使用的非杀伤性动能弹，为全面了解弹药的技术性能，在实验中我们运用轻武器弹药静态参数测量系统测试了弹丸的主要结构参数，并用天幕靶测速系统测试弹丸在不同距离上的飞行速度，称量飞行体质量并计算弹丸动能。

2 实验动物与分组

为尽可能的客观反映10mm布袋弹对人的损伤威力和特点，根据不同实验动物的体型、解剖学和组织学结构以及生理和生化等指标与人体相对接近程度，并为进行全身和局部损伤效应检测[6]，选用了与人体接近的东北地区山羊[体重(37.5±2.5)kg]和瘦肉型猪[体重(72.5±3.5)kg]进行试验； 根据两种生物皮下组织结构特点(表1)，主要采用瘦肉型猪进行局部组织创伤研究，采用山羊来进行内脏损伤研究。

采用在不同距离上对活体生物进行实弹射击致伤，观察致伤后生物的损伤效应，并依照防暴弹威力标准对伤情进行分度[7]，根据损伤程度确定10mm布袋弹的威力性能，结合生物的损伤病理检测结果研究确定对应的医学处置原则。实验生物按照不同的损伤距离分为5组，具体分组及数量情况如表2所示。

表1 两种动物组织厚度(cm)

表2 实验生物分组

3 实验方法

将瘦肉型猪或山羊均俯卧位固定于生物实验架上(图1)，设计着弹部位分别为胸部、腹部和臀部，按照不同的致伤距离依次进行射击实验，每个距离上每个着弹部位射击有效弹数6发。致伤后立即观察动物的临床表现、精神状态、伤口特点和出血情况，即时测量局部皮肤致伤后皮肤创伤面积； 随即活杀生物，解剖检查局部组织损伤范围及深度； 检查胸腹腔出血及内脏损伤情况,留取局部及相应脏器组织进行光镜病理检查。

图1 致伤方法

结 果

1 实验动物一般情况

两种生物(猪和羊)在5个致伤距离上均出现了不同范围与深度的“布袋弹伤”，近距离部分生物出现盲孔伤，弹丸进入体内深达脏器组织，可致开放性血气胸，但未发生现场致伤后即刻死亡的现象。

被试生物致伤后均出现了不同程度的挣扎和嘶叫，射击胸部和腹部时嘶叫的声音和挣扎的幅度明显大于同距离射击臀部时，但是随着射击距离增加有减轻的趋势，5m以上未见猪明显挣扎、嘶叫，3m以上未见羊明显挣扎、嘶叫。致伤后生物的呼吸和脉搏均较伤前有所增加，但变化不显著，表3为实验羊致伤前后测量结果。

表3 羊致伤前后脉搏和呼吸变化情况

2 皮肤创面局部损伤特征

不同致伤距离上，被试动物皮肤创伤面局部损伤特征存在一定的差异，综合来看主要有以下3种： (1) 单纯血液循环障碍，主要特征为致伤部位呈现圆形或椭圆形苍白区，呈缺血状态，缺血区外围出现紫红色环形出血区，并伴有红色不规则充血区，表皮无剥脱或有斑点状剥脱，显微病理主要表现为真皮浅层内血管充血伴出血，少量淋巴细胞渗出，胶原变性，含铁血黄素沉积。(2) 血液循环障碍伴表皮剥脱： 临床特征为致伤表面有明显表皮剥脱，其余与单纯血液循环障碍临床特征相同，显微病理主要表现为角化层剥脱，表层细胞坏死，皮下真皮内脂肪组织内瘀血，含铁血黄素沉积。(3) 盲管伤： 临床特征为弹丸穿透胸壁、腹壁进入生物体内，致伤部位皮肤出现圆形或椭圆形孔洞，有血液流出，孔洞周围出现红色环形出血，显微病理主要表现为表皮坏死，皮下脂肪、皮下肌肉组织内瘀血、出血，伴有炎性改变(图2、3)。

图2 局部盲管伤(山羊)

图3 肌肉组织光学显微照片(HE ×40)

3 不同距离打击时实验动物的局部损伤情况

实验动物在不同致伤距离上皮肤创面局部临床特征不同： (1) 山羊在致伤距离0.1、1和3m时，皮肤创面主要为洞穿伤； 致伤距离5m以上时，皮肤创面主要为血液循环障碍伴表皮脱落和单纯血液循环障碍。(2) 猪在致伤距离0.1和1m时，皮肤创面主要表现为盲管伤，盲管深度最深可达到8cm； 致伤距离3m时，皮肤创面主要为血液循环障碍伴表皮脱落，致伤距离5m以上时主要为单纯血液循环障碍。

所有动物活杀后进行病理检查，5个距离、3种部位有效弹均出现了皮下组织出血，组织损伤程度与距离增加呈负相关。猪由轻到重依次有皮下浅层脂肪、皮下脂肪全层、皮下肌肉浅层、皮下肌肉全层； 羊依次为皮下肌肉浅层、皮下肌肉全层。究其原因，由于猪的表皮层、真皮层(胶原组织及其毛囊、汗腺等附属器)明显较羊厚，而且皮下组织较多，血供丰富，故其皮下脂肪出血较多见； 而羊皮下脂肪极稀少，故主要表现为皮下肌层出血。猪在不同射距下裸露体表创伤面积测试结果如表4所示，从表中可以看出损伤面积与射距呈负相关。

表4 不同距离猪创伤面积比较

4 不同距离打击时实验动物内脏器官的损伤特征

两种动物在不同致伤距离下宏观病理比较，山羊的伤情明显重于猪； 同一生物内脏损伤随着致伤距离增加损伤程度呈递减趋势。

不同致伤距离下生物内脏器官临床特征见表5。从表中可以看出： (1) 所有致伤距离下，猪均未出现明显胸腹腔内脏器官损伤； (2) 羊内脏器官致伤程度随致伤距离减小而加重： 致伤距离为10m时可出现内脏轻微挫伤，腹腔内有血肿形成； 致伤距离为5m时可出现肋骨骨折、肝脏和结肠挫伤等情况； 致伤距离为3m时可发生肋骨骨折和肺挫裂伤等情况； 致伤距离为0.1和1m时弹丸穿入肌肉组织可达8cm，胸腹部伤可穿入肝脏或肺组织(图4、5)。其光镜显微病理特征为： 10m距离可致脏器组织内充血伴有散在出血； 5m距离可致脏器组织充血水肿，伴有炎性改变； 3m距离可致脏器组织瘀血并伴有局灶性出血，炎细胞渗出，浸润间质； 0.1和1m距离可致脏器组织呈瘀血性改变，可见灶性出血，并急性炎性改变，含铁血黄素沉积，细胞坏死(图6)。

表5 不同致伤距离上生物内脏临床特征

图4 肺穿透伤(致伤距离0.1m)图5 肌肉穿透伤(致伤距离1m)图6 肺组织光学显微图片(致伤距离0.1m)(HE ×40)

讨 论

1 布袋弹损伤特点

布袋弹伤的临床表现为： 中弹后动物即刻出现惊叫、挣扎、呼吸频率加快、脉搏增快，但心电图未见明显异常，主要考虑是疼痛所致。

(1) 局部损伤特点： 致伤距离在1m以内时，局部皮肤损伤主要以局部洞穿产生的盲管伤为主，伤道周围可见血液流出并伴有不规则充血； 5m距离外以局部皮肤组织挫伤为主，个别弹丸在10m距离对羊也可造成洞穿伤。(2) 内脏损伤特点： 羊损伤距离在1m以内时，可导致骨折创伤，同时肝脏、肺部和肠等脏器均出现了洞穿损伤，腹腔有明显出血现象； 损伤距离在3m时部分出现洞穿脏器的损伤情况，其余为内脏挫裂伤； 损伤距离在5m以外时内脏器官损伤主要以挫伤为主，伴有轻微出血现象。猪在所有致伤距离均无明显的内脏器官损伤。从实验结果来看，内脏损伤程度伴随射击距离的增加而降低。

2 洞穿损伤现象分析

通过前面分析可知该弹为柔性非致命弹药，但是在产品指标允许的范围内近距离(0.1～3m)使用时，对实验生物可造成局部洞穿的盲管伤，结合弹丸结构分析可知： 为防止包裹铅砂的纤维布袋被烧坏，在布袋外包裹了一层具有阻燃作用的复合纤维布作为护片(图7)。在3m距离内由于护片包裹无法散开，打击目标时可视为一刚体弹丸，无延展性； 3m距离外护片散开后布袋弹丸具有较好的延展性，从而极大地增大撞击截面积，减小比动能，弹丸穿入生物组织作用明显减弱，可大大降低致伤效果。

图7 布袋弹丸及护片

依据布袋弹于0.1～10m五种距离射击两种动物所致皮肤和内脏器官损伤的临床征象、病理学宏观、光镜所见以及生理检测结果，初步认为，10mm布袋弹射击时，试验猪3m以内可能发生需要进行临床医学处置的损伤，试验羊所有距离均需要进行相应的临床医学处置。

3 关于不同伤情程度的医学处置原则

3m距离内布袋弹伤以盲管伤为其主要特征，伤道周围明显分为坏死区和挫伤区，且胸腹部伤多为血气胸、肺穿透伤、肝脏破裂等，积极的医疗救治显得非常必要。局部损伤处置的原则以清创术为主要手段，弹丸进入体腔的要进行开胸、开腹探查处理，并按照火器伤救治原则进行处理，彩超、X线检查，了解弹丸存留及内脏损伤情况是十分必要的，及时有效的医疗干预是减少死亡的必要手段。5m距离外布袋弹伤的伤类、伤情性质和程度及其医疗处置原则与普通的撞击伤、挫伤基本类同，即轻微和轻度伤情一般不需实施特殊的医学处置，其病变于数日可自行修复、吸收或消退；中度伤情时，因其体表损伤不严重，但深层肌纤维部分断裂、坏死或严重变形，肌凝和肌溶多见，一般也不需特殊的医学处置，但不能完全修复。

参考文献：

[1] 邹继京.评析新装警用防暴武器--2010式10毫米转轮防暴手枪武器系统[J].公安教育，2011，(5)：40-42.

[2] 公安部装备财务局.防暴枪操作教程[M].北京：中国人民公安大学出版社，2009:1-9.

[3] 罗志成.浅谈非致命技术与武器[J].警察技术，2007，(3)：62-64.

[4] 张义长,刘海寅.GJB349.3-87《常规兵器定型试验方法 延期爆炸杀伤手榴弹》[S].国防科学技术委员会,1987：7-9.

[5] 向爱和.防暴枪弹致死2例分析[J].中国法医学杂志，2003，18(5)：311.

[6] 刘萌秋，王正国，马玉媛.创伤弹道学[M].北京：人民军医出版社,1991:28-33.

[7] 王克臣,孙晓棕,王维广，等.GJBZ20262-95《防暴动能弹威力标准》[S].中国人民解放军总参谋部，1995：1-2.