新型枪弹伤动物模型应用于腹部战创伤研究

王梅平，徐先锋，鲁阳春，祁亚峰，肖春红

战场上腹部枪弹伤以小肠和结肠的损伤率最高，肠管损伤后常因严重的腹腔感染和子弹的特殊致伤效应而伴发脓毒症、多器官功能障碍综合征，病死率高达25%左右[1,2]。由于战场上医疗条件不足，大部分伤病员难以被快速送至后方医院行确定性手术，而战场急救阶段时间越长腹腔感染越严重。虽然战场急救阶段采用的是较快捷、简单的医疗干预，但却是控制腹腔感染、提高救治率的关键。本实验采用自制预热型实验用气步枪最大程度模拟战场枪弹伤，建立稳定可靠、可复制性高的比格犬腹部枪弹伤动物模型，可应用于腹部枪弹伤的相关研究；并对比腹腔快速置管引流后，与对照组术中探查情况、病死率等指标的差异，研究快速腹腔置管引流技术应用于腹部枪弹伤战场急救中的可行性、有效性，为研制便捷有效的战场急救装备提供依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组 比格犬20只，雄性，12～18月龄，10～17.5 kg，动物许可证编号 SYXK（闽）2013-0004，购自上海斯莱克动物实验中心。采用随机数字表法将其随机分成实验组（n=10）和对照组（n=10），实验组沿腹壁弹道快速置入腹腔引流管，对照组常规包扎，模拟战场急救。本实验通过我院动物实验科动物伦理审核。

1.2 建模方法 实验犬实验前禁食12 h，臀大肌注射氯胺酮20 mg/kg、阿托品0.06 mg/kg诱导麻醉后[3,4]，切开颈部气管旁两指处皮肤，行颈外静脉置管建立快速静脉通道；颈内动脉穿刺置管接压力传感器，外接心电监护仪（美国Spacelabs Medical公司）监测血压、心率；静脉微量泵持续泵入丙泊酚150 g/（kg·min）维持麻醉，氟哌利多、芬太尼适当镇痛。立位固定于特制支架上，持自制预热式实验用气步枪（图1） （直径6 mm钢芯弹，初速200 m/s，重7.62 g，射击距离40 cm）枪击右下腹麦氏点的标记点（右侧腹部斜向下射入，避免损伤脾脏），建立实验犬腹部枪弹伤动物模型。

1.3 救治措施 建模成功后，实验组立即沿腹壁弹道快速置入腹腔引流管，深约10 cm，外接负压引流球，以间断内翻包埋缝合的方法固定于实验动物背部皮肤，动态观察引流液的性质及引流量；对照组建模后创面予以纱布包扎。两组实验动物创面如有出血均予以纱布填塞，同时通过半切开颈外静脉置管（图2）快速补液（羟乙基淀粉250 ml+乳酸钠林格液250 ml），根据生命体征必要时增加液体量。建模8 h后行剖腹探查手术，沿腹部正中切口开腹，冲洗腹腔并行彻底探查，肠管损伤予一期吻合，实质脏器损伤予缝合修补，术后均放置腹腔引流管引流腹腔液。

图1 自制预热式实验用气步枪

图2 半切开颈外静脉置管

1.4 观察指标 观察收集两组动物肠管穿透数及是否合并其他脏器损伤，腹腔内渗液及腹水量，记录心率、呼吸频率变化情况。计算并比较各组实验动物存活率。术后7 d处死两组实验动物，取吻合口处肠壁及系膜组织以4%中性多聚甲醛固定，再以无水乙醇脱水，石蜡包埋，4 m切片，苏木精-伊红染色法（hematoxylin-eosin staining，HE）染色，光镜下观察，使用专用图像分析软件H PIAS1000 MultimediaColor Analysis System（上海华海电子有限公司生产）获取病理图像。实验组1只动物因脾脏损伤死亡，立即行剖腹探查以比较腹腔肠管损伤情况；其他数据因存在偏倚，故予剔除。

1.5 统计学处理 应用统计软件SPSS 19.0处理数据。定量数据以表示，两组间比较采用独立样本t检验；多个时间点数据比较采用重复测量资料方差分析，两两比较采用LSD-t 检验；定性资料用频数和率表示，组间比较采用确切概率法，以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 动物存活情况 对照组无实验动物死亡；实验组在建模后10 h（术后2 h）死亡1只（10%），因该动物枪击引起脾破裂，腹腔大量出血，予积极补液扩容、手术止血等处理，继发失血性休克，抢救无效死亡。但两组实验动物存活率差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.2 剖腹探查情况 两组动物于致伤后8 h行手术探查，实验组探查见腹腔内有少量淡黄色至红色血性腹水，可见小肠穿孔破裂2～4处，平均（2.60±0.84）处；结肠0～3处穿孔或破裂，平均（1.30±1.16）处，伴或不伴有小肠边缘系膜破裂，无结肠及肠系膜大血管损伤。对照组腹腔内有50～300 ml红色血性至浑浊腹水，臭味较明显，小肠穿孔破裂2～3处，平均（2.50±0.53）处；结肠0～2处穿孔或破裂，平均（1.30±0.82）处，表面附有粪便等肠内容物或伴有脓苔、血肿，穿孔肠壁外翻、部分坏死，未见实质脏器损伤。但两组小肠、结肠肠穿孔数差异无统计学意义（t=0.318，P=0.754；t=0.000，P=1.000）。

2.3 不同时间点心率、呼吸频率比较 实验组死亡动物予剔除。实验动物建模后心率、呼吸频率均不同程度上升，对照组在4 h时心率、呼吸频率最快，8 h时渐恢复至2 h水平；实验组伤后2 h心率、呼吸频率升高后，4 h心率、呼吸频率渐下降，并渐趋平稳（表1）。

2.4 病理学改变 术后7 d处死两组实验动物，解剖未发现明显术后吻合口瘘。病理结果示两组犬所有肠管吻合口处肠壁均可见上皮和黏膜结构缺失，以及绒毛损伤。对照组动物肠系膜纤维结缔组织中见大量急慢性炎性细胞浸润（图3）。

3 讨 论

军用枪支应用于建立枪弹伤模型时，模拟枪弹伤真实程度最高，但由于弹头初速快、动能极高，近距离枪击实验造成极大的侵切伤[5]，即使是家猪这样的大型动物，建立模型时实验动物病死率也极高；中小型动物如比格犬、新西兰大白兔等使用军用枪支射击，几乎都在第一时间死亡，所以该模型极不稳定,难以复制，无法完成救治模型的建立[6,7]。考虑到使用军用枪支进行实验的不足，笔者所在课题组自行研制了一种“预热型实验用气步枪”（6 mm钢芯弹，初速200 m/s）用于建立腹部枪弹伤及救治模型，该气步枪可通过调整气室压力来调整弹头初速度，可应用于不同实验的特殊需求，保障实验动物的存活及救治研究，并可以使子弹加热达特定温度，最大程度模拟实弹的致伤效果。本次实验通过右侧腹部斜位射入，减少实质脏器及腹主动脉等大血管的损伤，100%发生肠管穿透，且两组实验动物肠管穿透数目差异无统计学意义，提示可建立稳定腹部枪弹伤模型。

图3 肠吻合口处肠系膜病理学检查（HE，×100）

表1 两组犬建模后不同时相心率、呼吸频率的结果比较次 /min）

表1 两组犬建模后不同时相心率、呼吸频率的结果比较次 /min）

注：实验组沿腹壁弹道快速置入腹腔引流管；对照组常规包扎；与同组实验前比较，① P＜0.05；与对照组同时间点比较，②P＜0.05

组别 例数 实验前实验后2 h 4 h 8 h心率对照组 10 102.31±1.62 131.23±3.61① 136.07±2.59① 131.28±1.53①实验组 9 103.42±1.46 123.17±3.25①② 117.21±2.73①② 112.31±1.57①②呼吸频率对照组 10 25.57±2.16 33.60±1.34① 31.96±1.72① 34.70±1.91①实验组 9 24.54±2.24 29.33±1.54①② 26.99±2.43①② 25.54±2.33①②

因外周静脉直径小，有毛发遮盖，穿刺非常困难，不便于多次补液、采血。所以本研究通过解剖比格犬位置较固定、表浅的颈外静脉，行半切开，明视下行颈外静脉穿刺置管术[8]，并将导管以间断内翻缝合于颈后皮肤，提高置管成功率并且有效建立静脉通路，便于大量输注液体抗休克治疗[9]，以及各时间点采血检测。

损伤控制性外科[10,11]理念涵盖严重创伤患者的早期简单手术处理、重症监护病房复苏和后期确定性手术。院前救治中，采用快捷、简单的医疗干预，是控制腹腔感染的程度、使伤病员获得复苏的时间、获得确定性手术的机会、减少术后并发症、提高救治率的关键[12,13]。对于肠管穿透伤伤员，活动性出血控制后，避免消化液、粪便等继续污染腹腔显得尤为重要。目前腹部枪弹伤、刀刺伤在战场急救时，仍是以封堵创伤面、纠正低血容量休克为主要方法，无有效的创口引流方式。而临床上，腹腔置管引流术是广泛应用于腹腔感染的治疗，腹腔置管引流可动态观察引流液的性质及引流量，直观地了解腹腔脏器的出血、感染情况，评估脏器损伤程度，清除腹腔内溢出的肠内容物、胆汁、尿液等，减少毒素的吸收，有效减轻腹腔感染，降低腹腔内压力[14,15]，具有操作简便易行、创伤小、适应证广、安全性高等优点。因此笔者课题组遵循损伤控制外科理念，在腹部枪弹伤动物模型基础上，研究早期快速腹腔置管引流技术在肠管穿透伤战场急救中的作用，并拟设计研发一种自动型战创伤胸腹腔引流管，使其具有操作简单、迅速，适用性强的优点，以应用于腹部枪弹伤伤员的战场急救。研究结果显示，采用早期快速腹腔置管引流技术的实验组有效引流出腹腔内大量的肠内消化液及粪便，并有效减轻了感染，实验动物的心率和呼吸频率也恢复较快。

综上所述，本实验通过自制气枪可建立稳定比格犬肠管贯通伤模型，模拟战场急救行颈外静脉半切开静脉置管有效建立输液通道，行扩容抗休克及抗生素使用，快速弹道置入腹腔引流管，可有效减轻腹腔感染。