模拟野战腹部血管伤非控制性失血性休克模型的建立

 作者：杨鹤鸣，李荣，徐迎新    作者单位：解放军总医院普通外科研究所暨野战外科研究所，北京 100853

【摘要】  　　目的 建立贴近野战实际的腹部血管伤非控制性失血性休克(uncontrolled hemorrhagic shock, UHS)模型。方法 SD大鼠38只，左股动、静脉及左心室插管。开腹，于腹主动脉中下段分别用22、25、28G 3种针头横行穿刺造成活动性出血。模拟野战实际，将动物分为受伤早期、早期救助期、后期救治期及观察期4个阶段。不同阶段分别给予输液、手术止血等处理。监测血压（MAP）、中心静脉压（CVP）及血乳酸及谷丙转氨酶（ALT）、肌苷（Cr）等，统计腹腔出血量及存活时间。结果 血管损伤后动物MAP、CVP急剧下降，在5分钟之内下降到最低值，然后缓慢升高。血乳酸均显著增高，损伤后4小时增高3～4倍，晚期ALT、Cr显著升高。腹腔出血量随着针头的增粗显著增加。三者平均存活时间分别为7、50、3860分钟。结论 本模型贴近实战，易于复制，是良好的腹部血管伤UHS模型。以上3种不同程度的创伤模型可以根据研究需要选择。

【关键词】  失血性休克 腹部损伤 血管 战伤 模型

　　AEstablishment of an uncontrolled hemorrhagic shock model simulating abdominal aorta injury in battle field

　　YANG Heming,LI Rong,XU Yingxin

　　Institute of General Surgery Research and Field Surgery Research,General Hospital of PLA,Beijing  100085,China

　　Abstract：  Objective  To establish an uncontrolled hemorrhagic shock (UHS) model which simulates abdominal aorta injury in battle field.Methods  The left ventricle,femoral artery and femoral vein of 38 spraguedawley rats were canulated with PE 50 catheters.Catheters were connected to pressure transducers for MAP,CVP.Blood samples were analyzed for lactic acid,ALT and Cr.Animals were subjected to vascular injury leading to UHS by piercing through the infrarenal aorta with a 22G,25G or 28G needle respectively.After aorta injury,the models were divided into 4 stages: early injured stage,field aid stage,hospital stage and observation stage.The animals were treated with different methods according to practical field condition e.g. transfusion,operation et al.Results  The MAP and CVP decreased remarkably after aorta injury and reached to the lowest level within 5 min and then increased slowly.The lactic acid increased and reached 34 times of baseline at 4h after injury.The ALT and Cr increased significantly at later stages.The blood in abdomen increased with the increase of needle's thickness.The median survival time of 22G,25G and 28G was 7 min,50 min and 3860 min respectively.Conclusion  This model is practical,easy to be duplicated,and it is a good model for field UHS research.

　　Key words：hemorrhagic shock;abdominal injury;blood vessel;field trauma;model

　　建立一种与野战实际接近的创伤失血性休克模型，一直是野战外科和创伤急救外科研究的重要课题。现有的失血性休克模型较多，但均有一定局限［1］，不能准确反映野战外科的实际。我们设计了腹部血管伤非控制性失血性休克(uncontrolled hemorrhagic shock,UHS)模型，力求贴近实战。

　　材料与方法

　　1  实验准备

　　健康雄性SD大鼠38只，体重250～330g，由解放军总医院实验动物中心提供。大鼠实验前禁食12小时，自由饮水。实验时戊巴比妥钠30mg/kg腹腔注射麻醉后，将动物固定于鼠板。手术部位用电剪去毛后以3%碘酒、75%乙醇消毒。必要时1/5～1/4麻醉量静脉推注以维持麻醉。分离右颈动脉、左股动静脉。右颈动脉插管直至左心室监测心功能。左股动脉插管深入2cm监测血压。左股静脉插管深入6cm直至下腔静脉以监测中心静脉压并抽血、输液。各管道均通过压力传感器连接于多功能生理监护系统（RM6240，成都仪器厂）。实验过程中经肛门置入测温探头检测体温，必要时应用白炽灯照射，使大鼠体温维持在35～37℃。实验前各导管均用肝素溶液(2.5 U/ml)冲洗以抗凝。不给予全身肝素抗凝。操作完毕后动物稳定30分钟，测得各生理功能基础值（T0）。

　2  实验设计与模型制作

　　经中上腹部正中纵行剪开皮肤5cm，沿腹白线开腹，将小肠轻轻翻向右侧，暴露腹主动脉下段。于肾动脉下2cm处在腹主动脉周围用“70”的血管缝合线缝2针，预置于血管周围，以便后期结扎止血。不分离后腹膜组织，直接用弯眼科镊提起该处腹主动脉，用针头从左到右横行刺对穿腹主动脉。为了造成适当的损伤，我们应用了22、25、28G  3种针头。拔除针头，即可见血液自破孔喷出。快速将小肠复位，全层连续缝合关闭腹腔。

　　根据战创伤实际，将受伤动物分为4个阶段：第1阶段：受伤早期。动物腹主动脉损伤后的15分钟（T0～T15）。模拟从受伤到战地急救人员开始急救的时期。此期间无任何救治措施。第2阶段：早期救助期。从受伤后15～60分钟（T15～T60），为45分钟。模拟早期战地救治及后送。第3阶段：后期救治期。模拟后方医院救治。从受伤后60分钟开始，直至伤后240分钟（T60～T240），此阶段为180分钟。进行手术止血、清除腹腔积血及充分液体复苏。具体操作如下：（1）自原伤口打开腹腔，用预先称重的无菌纱布蘸取腹腔内积血，再次称重，计算出腹腔出血量（1g腹腔积血=0.9ml）；（2）将预置的缝线结扎，确认腹腔内无活动出血后全层缝合腹腔；（3）充分的输液复苏治疗。将3倍腹腔出血量的林格氏液通过微量静脉泵在15分钟匀速输入。第4阶段：观察期。模拟后期恢复阶段。后期救治完成后取出各种管道，处理好创面，缝合伤口，动物清醒后归笼，自由进食水，室温保持25 ℃，观察并发症及死亡情况。存活超过72小时者视为长期存活，记录存活时间为72小时。

　　3  动物分组

　　随机数字表法将动物分为4组：（1）22G组：n=10；（2）25G组：n=10；（3）28G组：n=10；每组根据损伤针头的型号命名；（4）假手术组(Sham)：n=8；所有操作均与前3组相同，但不进行腹主动脉穿刺损伤。

　　4  指标观测

　　采用RM6240多道生理记录仪对平均动脉压（MAP）、心功能、中心静脉压（CVP）等进行连续监测。记录损伤前、损伤后5、15、60、120、180、240分钟的MAP、心率、CVP。分别于0、4、72小时抽取静脉血0.3ml检测血乳酸及谷丙转氨酶（ALT）、肌苷（Cr）含量。抽血后回输等量生理盐水。统计腹腔出血量，观察动物存活时间。

　　5  统计分析

　　 结果用均数±标准差（±s)表示。应用SAS 8.1软件包对计量资料采用方差分析；死亡率用χ2检验进行分析；P<0.05表示统计学上有显著差异。

　　结  果

　　1  动物基本状况

　　4组动物体重、血压、血流动力学及血气分析的基础值均无显著差异。全部实验手术插管时间为（10.6 ± 3.5）分钟。创伤后休克大鼠均出现不同程度的心率增快、脉压差减小、呼吸急促等。24～72小时后仍然存活大鼠出现体重下降、肛温升高，呼吸困难、心律紊乱，少尿等表现。

　　2  MAP的变化

　　血管损伤后3组动物血压均急剧下降，在5分钟之内下降到最低值。其中以22G组最低，由（96.2±9.6）mmHg下降到（14.4±1.5）mmHg，25G组动物则下降到（20.8±3.6）mmHg，然后缓慢升高。受伤后15分钟平均血压为（25.0±5.5）mmHg。28G组血压下降到（35.4±4.8）mmHg，然后快速升高，60分钟与同时相假手术组无显著差异。假手术组血压也出现轻度下降，但统计与术前无显著差异（图1）。

　　3  CVP的变化

　　28G组CVP轻度下降，但与伤前无显著差异。25G组CVP由（6.6±0.7）cmH2O下降到（4.8±0.9）cmH2O，然后缓慢升高，30分钟后也与伤前无显著差异。22G组损伤后一直较低，没有明显升高（图2）。

　　4  血乳酸的变化

　　血管损伤休克动物血乳酸水平均显著增高，损伤后4小时增高3～4倍，并且与损伤程度有关。28G组乳酸水平在受伤后72小时略高，但与伤前无统计学差异。由于动物均已死亡，22G组4小时、22G及25G组72小时未测得相应结果（表1）。表1  血乳酸的变化(略)

　5  肝肾功能的变化

　　25、28G组在腹主动脉损伤出血后4小时内ALT轻度升高，但统计未见显著差异。72小时28G组ALT显著升高。肾功能损伤较肝功能损害出现得早，在伤后4小时25G及28G组Cr均显著升高，28G组72小时非常显著升高。由于动物均已死亡，22G组4小时、22G及25G组72小时也未测得相应结果（表2）。表2  ALT、Cr的变化(略)

　　6  腹腔出血量及动物存活时间的变化

　　28G组动物腹腔出血量为12.6ml/kg，72小时动物死亡率为30%。25G组腹腔出血量为22.8ml/kg，50%动物在1小时（到达医院之前）内死亡，所有动物均在24小时内死亡，平均存活时间为50分钟。22G组腹腔出血量为37.3ml/kg，50%动物在受伤后5分钟立即死亡，80%动物在1小时内死亡，平均存活时间为7分钟，所有动物在4小时内死亡（表3）。表3  大鼠腹腔出血量、平均存活时间及死亡情况(略)

　　讨  论    　　目前UHS研究的模型校多。主要有以下模型：（1）放血+鼠尾截断UHS模型：本模型的做法是先通过动脉导管放血，然后再将鼠尾截断，让鼠尾自然流血，造成UHS［2］。该模型是良好的UHS模型，但鼠尾断端在无抗凝药物时自动凝血止血，需要全身应用抗凝药物或抗凝药物在局部反复涂抹，易受抗凝药物的影响。（2）实质脏器损伤UHS模型：有肝损伤模型、脾损伤模型以及多脏器联合损伤模型［3］等。Krausz等［4］将大鼠开腹，将脾脏中段横断，使脾脏小动静脉断裂形成活动性出血。根据这一模型，动物血压在60分钟内降低到30～40mmHg左右，平均失血量为20%～30%，平均存活时间为150～180分钟。该模型具有操作简单、重复性好，与临床接近，主要反映腹腔实质器官损伤合并出血。（3）血管损伤UHS模型：受伤的血管有腹主动脉、髂动脉、回结肠动脉等。损伤方式有撕裂伤、刺伤或截断伤等。撕裂伤模型的基本做法就是在动脉前侧缝入1根金属丝或尼龙线，通过腹壁引出。关腹后将金属丝拉出，造成动脉撕裂［5］。截断伤是把动脉或其分支切断，造成UHS［6］。     　　本实验应用的是血管穿刺伤模型。与Leppaniemi等［7］的做法相似。并对其进行了如下改进：（1）在预穿刺的腹主动脉周围预置血管缝合线，便于后期结扎止血。模拟后方医院手术止血过程。（2）血管损伤后立即缝合腹腔，增加了腹腔内压的因素。因为腹腔内压变化以及与此相关的创伤后腹腔间隙综合征是影响预后的重要因素。（3）将整个过程分为4个阶段，与战创伤临床实际接近。（4）整个实验观察的时间长，既反映早期救治也反映了晚期并发症情况。

　　根据创伤实际，将UHS分成若干期是创伤休克研究的又一进展。Capone等将UHS动物模型分为院前期、医院救治期及观察期，比较贴近临床。为了更进一步说明问题，我们把院前期分为受伤早期和早期救助期。因为从伤员受伤到被发现并且实施救助往往也需要一定时间，多数伤员在送到医院之前需要早期救助。

　　伤员送到后方医院的时间，受到伤情、受伤地点、后送设备等方面的制约。第一次世界大战时从伤员受伤到入院需要12～18小时，而越南战争则平均需要2小时。近期战争则更快，美国伤员从伊拉克送回本土，最快为4小时［8］。以色列伤员一般可很快(平均50分钟)被送到医疗中心［9］。我国疆域广阔，地形复杂，救护设备仍然不够先进。根据以上情况，我们认为把院前期设计为1小时是适当的。

　　本实验中，28G组动物在损伤后腹腔出血量相对较少，虽然血压短时间内显著下降，最低血压35.4mmHg，达到休克标准，但很快升高，60分钟后与假手术组无显著差异。血乳酸水平下降明显，但72小时后基本恢复正常。晚期肝肾功能出现损害。该组早期死亡率很低，72 小时死亡率为30%。因此，28G损伤模型可以作为失血性休克晚期并发症的研究。

22G组动物在损伤后腹腔出血量较多，按全身血液量为体重的7%计算，该组出血量达全身血量的50%以上。血压短时间内非常显著下降，动物很快死亡。1小时内80%动物死亡，平均存活时间仅为7分钟。多数动物未进入实验的早期救助期，基本没有救治的机会。该模型短期内大量出血致死，在野战实际中也普遍存在［10］。从理论上讲，22G损伤模型仍然可以用于快速大量出血致死的救治研究。

　　25G组是介于二者之间的一种适当的腹部血管损伤UHS模型。该组动物失血量大，休克程度重，1小时死亡率为50%，24小时死亡率为100%，平均死亡时间为50分钟。在野战实际中，这一类的伤员是完全可以得到有效救治的。

　　 一般认为，较理想的创伤性休克模型应具备以下条件：（1）以创伤和休克为主要致伤因素；（2）创伤和休克的程度能够定量和易于复制；（3）能反映创伤性休克的发病过程和临床特征；（4）能导致多脏器功能障碍和有一定的死亡率。本实验模型兼具有上述特征，是模拟野战腹部血管伤非控制性失血性休克的良好模型。

【参考文献】  　　［1］LomasNiera JL,Perl M,Chung CS,et al.Shock and hemorrhage an overview of animal models［J］.Shock,2005,24(10S1):33-39.

　　［2］Capone A,Safar P,Stazoski W,et al.Uncontrolled hemorrhagic shock outcome model in rats［J］.Resuscitation,1995,29(2):143-152.

　　［3］Watters JM.A single bolus of 3% hypertonic saline with 6% dextran provides optimal Initial resuscitation after uncontrolled hemorrhagic shock［J］.J Trauma,2006,61(1):75-81.

　　［4］Krausz MM，Hirsh M.Bolus versus continuous fluid resuscitation and splenectomy for treatment of uncontrolled hemorrhagic shock after massive splenic injury［J］.J Trauma,2003,55(1):62-68.

　　［5］Bruttig SP,O'Benar JD,Wade CE,et al.Benefit of slow infusion of hypertonic saline/dextran in swine with uncontrolled aortotomy hemorrhage［J］.Shock,2005,24(1):92-96.

　　［6］Craig RL,Poole GV.Resuscitation in uncontrolled hemorrhage［J］.Ann Surg,1994,60(1):59-62.

　　［7］Leppaniemi A,Soltero R,Berris D,et al.Fluid resuscitation in a model of uncontrolled hemorrhage too much too early,or too little too late［J］.J Surg Res,1996,63(2):413-418.

　　［9］Champion HR,Bellamy RF,Roberts CP,et al.A profile of combat injury［J］.J Trauma,2003,54(5S):S13-19.

　　［9］Krausz MM,Michael M.Fluid resuscitation strategies in the israeli army［J］.J Trauma,2003,54(5S):39-42.

　　［10］刘良明.战伤休克的液体复苏进展［J］.解放军医学杂志,2005,30(7):561-565.