邵洪波姚月明魏 伟
酸烧伤后球结膜微循环的观察及血液流变学的实验研究*
邵洪波①姚月明②魏 伟①
目的:探讨酸烧伤后家兔球结膜微循环变化规律及机制,以及酸烧伤后家兔血液流变性的变化,探讨其对机体血液粘滞性的影响。方法:以健康成年家兔为实验对象,随机分为对照组及烧伤组,复制酸烧伤模型,分别在烧伤后即刻、烧伤后30 min、烧伤后1 h、烧伤后2 h观测球结膜微循环;在两组伤后即刻,伤后8 h、伤后24 h、伤后48 h四个时相进行采血,检测全血黏度(ηb)、全血还原黏度(ηr)、血浆黏度(ηp)、血沉(ESR)、血沉方程K值(K)、红细胞比容(HCT)、纤维蛋白原(FB)、红细胞刚性指数(TK)、红细胞聚集指数(EAI)各相应数值,分别进行统计学分析比较。结果:烧伤组四个时相的总积分值分别与对照组比较差异均有统计学意义(P<0.05);两组ηb及ηr进行比较后,四个时相在同切变率下,烧伤组伤后各值明显高于对照组(P<0.05);两组ηp、HCT、ESR、K、FB、EAI、TK比较后,烧伤组伤后各时相所得值均高于对照组(P<0.05)。结论:机体受到酸烧伤后,球结膜微循环有严重的改变,出现不同程度的微循环障碍,而且影响血液在血管中的流动速度,导致血液流变性发生变化。
烧伤; 化学; 球结膜; 血液流变; 微循环
在化学烧伤中,最为常见的就是酸烧伤,酸烧伤则具有凝固组织蛋白的作用,局部形成一层痂壳,痂皮的柔软度可判断烧伤深浅的方法,所以,酸烧伤创面干燥,无水疱,呈凹陷状,在治疗上较一般热力烧伤困难。而对于酸烧伤的研究,也基本停留在临床治疗方法上,基础研究较少有报道。
本实验以实验家兔为研究对象,制作酸烧伤模型,研究酸烧伤后球结膜微循环的变化,并检测伤后血液流变学各指标,来观察酸烧伤后全身微循环的变化及血液流变性变化的规律,为临床治疗提供指导。
1.1 实验对象 成年健康家兔36只(由河北医科大学实验动物中心提供),体重2.0~3.4 kg,雌雄不拘,随机平均分为对照组和烧伤组。
1.2 实验仪器与药品 WX-9B型多部位微循环显微仪,计算机微循环图像处理系统。NEWLEAD BV-100悬丝生物流变仪及WEIDAEHK-40血沉仪(北京同理大众),JinLi LD-25型离心机(北京医用离心机厂);30%硫酸液(500 mL/瓶,天津市泰兴试剂厂生产,批号:20140617),戊巴比妥钠粉剂,10%硫化钠,肝素钠。
1.3 实验方法
1.3.1 脱毛 对照组和烧伤组均于实验前1天用10%硫化钠溶液脱去家兔背部及两侧被毛,脱去被毛的表面积约占家兔体表面积的30%~35%,两组均在实验前禁食8 h。
1.3.2 模型制作 将麻醉成功后的烧伤组家兔俯卧位放于标准兔架上,取医用无菌棉签蘸取硫酸液涂于脱毛区的皮肤上,以造成家兔30%~35% TBSA的Ⅲ°烧伤(通过病理检验)[1]。对照组家兔常规麻醉后,固定于兔架上,取蒸馏水涂于脱毛区,制作对照组模型。
1.3.3 检测时相 (1)将对照组及烧伤组烧伤后分为四个时相观测球结膜微循环变化,分别为烧伤后即刻、伤后30 min、伤后1 h、伤后2 h。(2)将对照组及烧伤组分为以下四个时相进行采血观测血液流变学指标,即伤后即刻,伤后8 h、伤后24 h、伤后48 h。
1.3.4 采血方法 经耳中央动脉穿刺采血,每只按相应时相采血4次,每次采血3 mL置于抗凝试管内(30 IU/mL肝素钠)。4次采血程序相同,血样编号,实验室温度25 ℃左右,采血后0.5~1 h以内测定各指标。
1.4 观察指标
1.4.1 球结膜观测指标 观测部位取左眼球结膜颞侧眼裂部位,将BCM指标分为3部分11项指标,微血管形态:清晰度、边缘不齐、囊状扩张、迂曲扭结、缺血区、微血管瘤、A/V比值;微血管流态:血液流动速度和红细胞聚集程度;微血管周围状态:水肿和出血[2-3]。
1.4.2 血液流变学观测指标 全血黏度(ηb)、全血还原黏度(ηr)、血浆黏度(ηp)、血沉(ESR)、血沉方程K值(K)、红细胞比容(HCT)、纤维蛋白原(FB)、红细胞刚性指数(TK)、红细胞聚集指数(EAI)[5]。
1.5 统计学处理 采用SPSS 13.0软件处理数据,根据微循环综合定量评价方法,将球结膜微循环各个指标的结果用加权积分法表示[4],得出的总积分值及血液流变学指标均为计量资料,两种资料均用(±s)表示,比较采用t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
2.1 各时相球结膜微循环总积分值的比较 用积分法所得出的值进行统计学分析后,得出表1,两组在伤后四个时相的总积分值比较差异均有统计学意义(P<0.05)。烧伤组最高时相的积分值伤后30 min与伤后即刻和伤后2 h两个时相比较,差异均有统计学意义(P<0.05),因积分值的高低可代表微循环障碍的程度,说明在伤后30 min左右时微循环紊乱发生的最为严重。
表1 两组家兔BCM总积分值的比较(±s) 分
表1 两组家兔BCM总积分值的比较(±s) 分
*与对照组比较,P<0.05;△与本组即刻和2 h比较,P<0.05
组别即刻30 min1 h2 h对照组(n=18) 2.31±0.961.97±0.671.95±0.742.14±0.36烧伤组(n=18)10.15±4.58*16.44±3.27*△12.39±3.71*9 .70±5.28*
2.2 血液流变学观测结果
2.2.1 两组ηb的变化 四个时相,180 s-1、100 s-1、50 s-1、30 s-1、10 s-1、3 s-1、2 s-1切变率条件下,同时相同切变率两组比较,烧伤组全血黏度值高于对照组全血粘度值,差异均有统计学意义(P<0.05);尤其在伤后8 h以后,相同低切变率条件下,烧伤组全血黏度值明显高于对照组,并随着时间的延迟,烧伤组全血黏度值逐渐升高。见表2。
表2 两组家兔各时相各切变率η b的比较(±s)
表2 两组家兔各时相各切变率η b的比较(±s)
*与对照组同时相同切变率比较,P<0.05
50 s-130 s-110 s-13 s-11 s-16±1.224.28±1.205.72±1.585.33±1.206.95±1.62 6±1.093.98±1.255.28±1.776.18±1.497.06±1.18伤后24 h2.57±1.112.42±1.743.16±1.164.51±1.175.79±1.686.15±1.987.57±1.62伤后48 h2.19±0.242.69±1.583.78±1.423.88±1.265.46±1.626.66±1.927.72±1.58烧伤组(n=18)伤后即刻 3.08±1.00*3.25±1.21*4.28±1.24*5.38±1.22*6.26±1.08*7.80±1.70*8.11±1.32*伤后8h 3.78±1.32*3.77±1.49*5.49±1.52*6.48±1.74*8.87±1.88*9.73±2.62*10.14±3.52*伤后2 4h 3.91±1.16*4.29±1.58*7.18±1.89*8.92±2.49*9.29±3.61*10.79±4.22*12.65±4.66*伤后48 h 3.28±1.28*3.68±1.38*7.05±2.12*8.93±2.27*9.23±3.27*11.53±2.78*13.05±4.06*
2.2.2 两组ηr的变化 四个时相, 180 s-1、100 s-1、50 s-1、30 s-1、10 s-1、3 s-1、2 s-1切变率条件下,同时相同切变率两组比较,烧伤组还原黏度值高于对照组还原黏度值,差异有统计学意义(P<0.05);尤其在相同低切变率条件下,烧伤组还原黏度值明显高于对照组,且随着时间的延迟,其还原黏度值也逐渐升高。见表3。
表3 两组家兔各时相各切变率η r的比较(±s)
表3 两组家兔各时相各切变率η r的比较(±s)
*与对照组同时相同切变率比较,P<0.05
组别时相180 s-1100 s-150 s-130 s-110 s-13 s-11 s-1对照组(n=18)伤后即刻2.85±1.122.95±1.104.11±1.455.26±1.186.22±1.297.38±1.278.75±1.09伤后8 h3.20±0.973.24±1.464.71±1.285.27±1.616.37±1.057.52±1.848.57±1.27伤后24 h3.12±1.114.15±1.554.62±0.585.82±1.226.77±1.687.83±0.988.67±1.28伤后48 h3.15±0.693.86±1.724.69±1.665.62±1.086.54±1.627.41±1.088.38±1.62烧伤组(n=18)伤后即刻 4.25±1.03*5.55±1.28*6.57±1.52*7.72±1.19*9.64±3.24*11.56±3.28*13.06±4.63*伤后8 h 5.69±1.17*7.19±1.61*9.32±1.29*10.82±2.13*11.92±3.28*13.05±4.66*15.17±3.87*伤后24 h 6.99±1.82*8.26±0.83*10.10±2.07*12.04±3.28*14.08±3.77*16.24±4.69*17.84±5.86*伤后48 h 7.62±1.64*9.67±1.28*11.83±3.56*13.54±4.06*15.65±5.11*18.02±6.32*20.65±4.19*
2.2.3 两组ηp、HCT、ESR、K、FB、EAI、TK的变化 在伤后即刻时相,两组ηp、HCT、ESR、K、FB、EAI、TK值比较差异均无统计学意义(P>0.05),在以后的三个时相中,烧伤组与对照组各值的比较差异均有统计学意义(P<0.05),见表4。
本实验中发现,酸烧伤后球结膜微循环紊乱发生较为严重,且某些指标出现时间较早,如在伤后2 h内即有微血管囊状扩张、空白区、渗出和出血,流速即有停滞现象发生,红细胞呈重度聚集状态。其可能的原因为:微循环对各种物理、化学、生物因素刺激十分敏感,硫酸是强腐蚀性化学物质,因而可能导致本实验动物微循环紊乱发生较早且较严重;另外,酸烧伤后,不仅局部血管内皮损伤,远隔部分脏器血管的内皮细胞也有不同程度的损害,再加之局部创面化学性毒素的吸收和机体产生的内毒素作用,更加重内皮细胞的损害,导致全身微循环发生严重改变[5]。另外,因积分值越高反映BCM的变化越严重[6],所以从表1结果中认为烧伤后30 min左右BCM的变化最为严重,之后,由于机体的代偿机制,脑部循环灌注的改善使微循环紊乱有所缓解,积分值相对较低。所以在临床治疗中,如在伤后2 h内,尤其在30 min左右时开始给予改善微循环的治疗,能对烧伤休克的发生有治疗作用。
表4 两组家兔各时相η p、HCT、ESR、K、FB、EAI、TK比较(±s)
表4 两组家兔各时相η p、HCT、ESR、K、FB、EAI、TK比较(±s)
*与对照组同时相同切变率比较,P<0.05
组别时相ηp (mPa·s)HCT(%)ESR(mm/h)KFB(g/L)EAITK对照组(n=18)伤后即刻0.98±0.1635.21±2.151.26±1.083.95±1.743.33±0.473.35±1.030.80±0.39伤后8 h0.95±0.3436.28±3.811.76±1.263.79±1.073.67±1.083.34±1.420.80±0.21伤后24 h0.92±0.1537.71±3.671.84±0.563.61±1.363.62±1.253.42±0.620.86±0.25伤后48 h0.97±0.6936.44±5.621.84±1.663.67±1.213.69±1.623.55±1.020.78±0.50烧伤组(n=18)伤后即刻1.19±1.0937.25±3.101.80±1.064.21±1.753.61±0.844.15±1.050.85±0.21伤后8 h 1.96±0.82*41.09±3.86*2.27±1.09*8.63±2.77*4.41±1.16*5.52±1.84*1.06±0.21*伤后24 h 1.79±0.62*42.68±5.28*4.82±2.02*14.03±3.61*4.60±1.62*6.89±2.21*1.24±0.20*伤后48 h 1.92±0.52*43.84±4.06*8.40±3.61*25.18±4.21*5.16±1.08*8.12±2.61*1.20±0.19*
本研究表明,酸烧伤后可引起家兔血液流变学发生明显改变,在各切变率下的全血黏度、全血还原黏度均在酸烧伤后即刻均开始逐渐升高,尤其在低切变率下升高更为明显。全血黏度升高主要与以下因素有关,(1)血液浓缩:在机体受到烧伤应激情况下,机体组织器官微血管通透性增强,血管内血浆样成分外渗,可导致血液浓缩,致本研究结果中的红细胞比容升高,引起全血黏度升高[7]。(2)红细胞聚集:一般认为红细胞聚集性影响低切变率下的全血黏度,本研究结果表明酸烧伤后可引起红细胞聚集指数升高,全血黏度的改变也影响红细胞聚集性,随着全血黏度升高红细胞聚集指数随之升高。(3)红细胞变形能力下降:红细胞变形和定向是影响高切变率全血黏度的重要因素。本研究证明红细胞刚性指数在伤后8 h逐渐增加,表明酸烧伤后可导致红细胞变形能力下降,引起全血高切黏度增加。(4)血小板聚集和白细胞增多:在以往微循环研究中发现,因为各种原因引起机体微循环障碍发生后,机体的多个部位均发现有白微栓存在,而白微栓是由血小板聚集形成的微团块,而这种血小板聚集和白细胞增多可能是酸烧伤后全血黏度升高的原因之一。血浆黏度主要受血浆内高分子化合物的浓度影响,如纤维蛋白原、β脂蛋白、胆固醇、甘油三脂、球蛋白等,白蛋白对血浆黏度影响较小[8]。本研究发现酸烧伤后纤维蛋白原浓度逐渐升高,另外血液浓缩也可引起血浆球蛋白浓度相对增加,两者可致血浆黏度逐渐增加。
因此,当机体受到如化学性烧伤后,会出现不同程度的微循环障碍,红细胞聚集、微血栓、渗出、水肿等,而且无论全血黏度还是血浆黏度都会升高,直接影响血液在血管中的流动速度,尤其影响血液在微血管内的血流速度,导致机体组织微循环低灌流状态,引起组织器官缺血和缺氧,严重者导致休克的发生[9-10]。由此,在烧伤临床治疗中,休克早期即可适当应用改善微循环等药物,可减轻微循环障碍,改善血液流变性,适当降低血液黏稠度,提高烧伤临床休克治疗的有效率。
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Experimental Study of the Bulbar Conjunctiva Microcirculation and Hemorheology after Acid Burns
SHAO Hong-bo,YAO Yue-ming,WEI Wei.// Medical Innovation of China,2015,12(09):020-023
Objective:To observe the changes in bulbar conjunctiva microcirculation of acid burned rabbits during early burning, to study the regularity and characters of its changing, and changes of hemorheology,then explore its effect on blood viscosity.Method:The healthy adult rabbits were selected as experimental objects, and were randomlydivided into control group and burn group, duplicate the model of acid burn, when two groups after injury immediately,after injury 30 min,1 h, 2 h, the bulbar conjunctiva microcirculation were observed, blooding when two groups after injury immediately, after injury 8, 24, 48 h,the parameters included whole-blood viscosity(ηb), whole-blood restore viscosity(ηr), plasma viscosity(ηp), erythrocyte sedimentation rate(ESR), K value of ESR equation(K),hematocrit(HCT), fibrinogen(FB), erythrocyte stiffen index(TK), erythrocyte aggregation index(EAI), test data were measurement data,and were analyzed by t test.Result:Total credit value of four phases respectively compared with the control group, there was significant difference (P<0.05). Compared the two groups ηb and ηr, and four phase at the same shear rate, the value in burn injury group was higher than that in control group (P<0.05); compared two groups of ηp, HCT, ESR, K, FB, EAI, TK, the values of burn group in each phase were higher than those of control group(P<0.05).Conclusion:After acid burns, bulbar conjunctiva microcirculation changes severely, affecting blood flow velocity in the blood vessels, leading to changes in blood rheology.
Burns; Chemical; Bulbar conjunctiva; Blood rheology; Microcirculation
10.3969/j.issn.1674-4985.2015.09.007
2014-08-11) (本文编辑:蔡元元)
河北省卫生厅科研基金项目指导项目(20100266)
①河北医科大学第一医院 河北 石家庄 050031
②石家庄心脑血管病医院
邵洪波
First-author’s address:The First Hospital of Hebei Medical University,Shijiazhuang 050031,China