腹部战创伤动物模型的研究进展

王晓谦，洪 流

腹部创伤是指由于交通事故、暴力挤压、高空坠落等原因所致的腹部急性损伤，患者经常发生腹腔脏器的直接和间接损伤，如肝脾实质脏器破裂、空腔脏器破裂等，由于损伤各器官所引起的应激状态，患者可发生全身炎症反应综合征(SIRS)、多器官功能衰竭(MODS)等严重并发症[1-4]。腹部战创伤是实战环境下军事斗争行动中重要且容易危及生命的严重伤型，极大地威胁着参战官兵的生命，但腹部战创伤的相关动物模型却未有统一的致伤方式及评价标准，造模结果质量参差不齐，所致动物创伤模型常出现诊断不合理、致伤因素难以定量、可重复性差、成功率低等问题[5]。近年来对于此类模型的相关研究也处在逐步探索中，尚未达成共识。本文对近年来常见腹部战创伤模型的建立方式作一综述。

1 用于腹部战创伤建模的实验动物

战场致伤环境复杂、致伤因素多样，在建立腹部战创伤模型时要周密设计，并遵循相似性、重复性、可靠性、适用可控性和易行经济性等原则[6]，适当建模。此类模型使用的实验动物比较广泛，如猪、犬、家兔、大鼠等，各模型均不同程度地模拟了战场环境下腹部战创伤的致伤方式和伤型特点。如小型猪是实验中常使用的动物，猪的解剖结构和生理特征与人类较相似，其组织器官尤其是消化系统各器官与人类有较好的相似性，同时其皮肤构造与人类皮肤相似，易于模拟创伤后出血、休克等情况，且对失血的耐受较好，可较长时间内观察创伤相关并发症及其带来的病理生理变化[7]。犬类类似于小型猪，肌肉组织同样较丰富，对于创伤后失血、感染等重点关注方面能很好地模拟。兔、鼠等小型动物建模比较容易，致伤部位定位准确，标准化优点突出，可重复性较好。

2 腹部战创伤早期动物模型

腹部战创伤早期，以局部脏器的坏死、全身出血、休克等严重并发症为主，极大地威胁着官兵的生命。近年来，战创伤的造模方向及相关研究也更多地向战创伤早期致伤致死原因倾斜，以期能揭示战创伤发生早期伤员的病理生理变化并及时挽救伤员的生命。

2.1 爆炸物致伤模型 爆炸物致实验动物腹部战创伤模型很好地再现了战场环境的复杂性和致伤因素的多样性。王育红等[8]在犬腹部开放伤合并人工海水浸泡的早期综合救治分析研究中使用了定量电雷管，将其置于实验犬左上腹模拟腹部创伤，使用静脉置入Swan-Ganz漂浮导管于肺动脉。测定肺动脉嵌压(PAWP)和右房压(CVP)，热稀释法来测定心输出量(CO)，并经右颈动脉插入动脉导管测定平均动脉压(MAP)，各项生理指标数据能够直观展示，监测方法客观，但所用爆炸物用量未予阐述，致伤模型难以复制，同时未提及动物模型致伤标准，难以明确并量化致伤结果，实验中爆炸物置于左上腹，右侧腹部诸器官影响相对较小。为了使实验动物模型各指标量化，朱震宇、卢灿荣等[5，9]利用外科手术的操作方法，将定量黑火药制成的电子鞭炮分别置于猪肝左外叶、脾下极和胰体尾部的表面，将猪的肝、脾及胰腺炸伤，制成腹部多发伤动物模型。致伤后统计炸裂伤口长径及损毁器官面积，记录致伤前后平均动脉压的变化，并引入ISS评分法评价动物模型对多发伤患者的模拟相似度。本实验模型模拟了患者发生战创伤早期的相关病理生理改变，包括创伤早期失血、休克、多器官功能不全及凝血障碍等多种复杂情况，但对于致伤后的组织坏死、局部及全身的感染等远期并发症观察不足，未将感染等指标纳入观察。该模型中使用定量黑火药的方式，保证了其致伤因素的稳定和精准，评价指标使用多发伤中公认的标准化指标，保证了其客观性及可重复性，同时可应用范围广，能较好地模拟战场致伤环境、交通事故伤及多发伤复合伤等创伤类型，是比较理想的战场环境下腹部战创伤动物模型。

2.2 枪弹射击致伤模型 枪弹致伤模拟腹部战创伤模型是一种比较简便易行的造模方式，属于高速投射物致伤动物模型中的一种，是运用轻武器发射高速、小质量的投射物，主要以撕裂、造成瞬时空腔以及冲击波等形式迅速将能量传递给机体造成的损伤[10]，此方式相对其他方法可重复性比较好，造模结果易重复，但致伤武器的使用未有统一标准，子弹初速度、子弹口径、射击距离及射击部位等均未得到量化及统一。林孝文等[11]在研究腹部枪弹伤合并海水浸泡猪模型研究中，记录了致伤武器的相关数据，使用81-1式步枪，于10m外射击，子弹初速度720～750m/s，子弹口径为7.62mm，正面射击实验猪左侧反麦氏点，并使用心电监测仪检测生命指征。模型中使用技术性能较成熟、稳定的步枪实施致伤，子弹具有相似的初速度，致伤效果较稳定。但致伤部位选择单一，于左下腹，其他重要脏器未涉及，造模结果指标也未量化，伤后相关生理生化指标的变化观察有所欠缺。王鹏飞等[12]在用模拟枪使用相似方法建立“致死三联征”动物模型时加入收缩压、平均动脉压等指标，很好地评价了动物模型的模拟效果。夏印等[13]在濒海实地腹部战创伤三级救治的实验研究中使用新西兰兔利用54式手枪进行建模，并加入了心电监护仪及动脉血气分析观测动物的生理生化指标的改变，但其未阐述射击部位、未能量化致伤标准，其使用手枪致伤，弹道稳定性偏差较大，建模难度较高，同时选用新西兰兔的体型相对较小，枪弹致伤损毁组织面积及程度是否过大还需进一步证明。

2.3 外科手术致伤模型 外科手术致伤可在动物模型中得到较明确的目标致伤部位，尤其倾向于制作出血休克及腹膜缺损模型的实验，致伤程度及结果易于控制，也易于操作。Reynolds与Lallemand等[14-15]在研究复苏性球囊控制大出血中均使用了外科手术的方式制造出血休克模型，取得了确切的造模效果。杨鹤鸣等[16]在研究野战腹部创伤非控制性失血性休克时，使用50只SD大鼠25G针头从左到右横行刺穿腹主动脉并拔除针头，使血液自破孔喷出，直接造成失血性休克模型。而Vrettos等[17]则是通过取出故意留下的突出的缝合线模拟不受控制的出血，此方法可迅速造成失血性休克，结果稳定，可重复性较好。Zentai 等[18]在止血疗法治疗创伤性肝损伤研究中使用Grottke等[19]在猪肝损伤的新模型中使用的裸金属钳子作为标准化工具，同时标准化钳夹力量分别在肝脏右中叶下方及肝中央叶进行钳夹释放造成三级和四级钝性肝损伤，制作肝损伤模型，并使用标准麻醉监视仪持续监测血液温度、动脉、中心静脉和肺动脉压、尾部动脉血氧、心电图等指标。

2.4 介入致特定腹部器官损伤模型 血管内介入，可选择特定器官的营养血管进行栓塞，以达到影响其功能直至诱发器官坏死的效果，给研究特定器官的腹部战创伤模型带来了新思路，其致伤目的较确切，对其他器官的影响较小，能够有针对性地研究单一致伤原因所致特定器官的缺血低氧损伤。Yao等[20]在脾脏损伤的紧急治疗研究中使用了脾动脉造影技术，并将Swartz鞘插入脾动脉，造成脾缺血损伤模型，对于单一器官缺血损伤的研究有很好的意义。

3 腹部战创伤晚期动物模型

一直以来，腹部创伤所致的感染等晚期并发症并未得到应有的关注，创伤相关的感染也极大地影响着参战人员的生存率。脓毒症是腹部创伤患者致死的重要原因，创伤后的脓毒症与感染密切相关，严重创伤本身可导致脓毒症，即创伤、感染及其继发的SIRS是脓毒症发生发展的关键[21-23]。Wehrenpfennig等[24]在研究创伤后腹部败血症的小鼠模型时使用回盲部结扎和根尖结扎两种方法形成盲肠结扎穿孔感染模型，其中更加关注了腹部创伤后感染的因素及所致脓毒症甚至SIRS的严重后果，模拟感染效果较确切。丁国飞[25]在模拟腹壁缺损实验模型中，手术致伤后使用实验动物的肠内混悬液污染伤口，战创伤模拟效果更加符合伤口感染的现实，但运用感染源为富含大肠杆菌等革兰氏阴性杆菌及厌氧菌的感染源，与战伤面临的主要感染威胁(气性坏疽、破伤风、侵袭性链球菌感染和坏死性筋膜炎)[26]的感染状况是否一致，尚无相关证据支持。

4 特殊战场环境下腹部战创伤模型的建立

高海拔条件下，氧气稀薄，温度较低，实验动物应激反应强烈。陶瑞雨[27]在研究中，将实验兔置于模拟高原环境动物实验舱饲养舱，海拔升至5500m，温度降至-25℃，造模中发现实验动物在高原高寒环境中比在平原更早地出现失血性休克，各重要脏器较平原较早发生缺血改变，在感染源的侵袭下也较早地出现感染性休克。近沙漠的炎热条件下，环境温度高、空气湿度低、太阳辐射度高。刘江伟等[7]在新疆塔克拉玛干沙漠边缘处，制造实验猪的火器伤模型时发现在同样致伤方式下，处于干热环境时间较长组的动物生存率明显低于常温环境组和处于干热环境较短组，同时观察到处于干热环境下的实验猪腹腔渗出多，腹膜炎更加严重。

5 结语

战场环境下战创伤种类繁多，腹部损伤伤情严重且复杂，其发生率平时可占各种损伤的0.4%～2.0%，战时可激增至50%[28]，是战创伤救治的主要关注点，严重影响着部队战斗力。符合战场实际状况的腹部战创伤动物模型无疑将对相关研究起着强大的推动作用。随着当今造模手段的不断进步，造模方式和相关动物模型的模拟效果也日趋完善，越来越符合战场的实战化要求。有必要建立统一、规范的建模标准，从而使研究结果可信度得以提高，促进研究成果向实际应用转化，向部队实战需要转化。