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反復(fù)高氣壓暴露引起動(dòng)物減壓性骨壞死的實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷慕?/H1>
發(fā)布時(shí)間:2016-12-14 13:14

  本文關(guān)鍵詞:解放軍總后勤部衛(wèi)生部科研基金,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


反復(fù)高氣壓暴露引起動(dòng)物減壓性骨壞死的實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷慕?/p>

中國病理生理雜志 2000年第6期第16卷 實(shí)驗(yàn)技術(shù)

作者:朱祥祺 田伍訓(xùn) 姜德璽 樂秀鴻

單位:(海軍醫(yī)學(xué)研究所,上海 200433)

關(guān)鍵詞:壓力;骨壞死

 。壑袌D分類號(hào)] R642    [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

 。畚恼戮幪(hào)]1000-4718(2000)06-0574-03

  [MeSH] Pressure; Osteonecrosis

  減壓性骨壞死是一種與壓力障礙有關(guān)的疾病,對人的健康有很大的危害性。這種疾病主要發(fā)生在潛水員和高氣壓作業(yè)的人群中。據(jù)1985年的調(diào)查,我國海軍潛水員中,減壓性骨壞死的發(fā)病率為2.15%,民用潛水員中為20%左右。減壓性骨壞死的治療目前還是一個(gè)有待探討的問題,因此,動(dòng)物模型顯得非常重要。本試驗(yàn)嘗試用小型豬制造減壓性骨壞死模型,以便今后開展對此病的病理生理和防治的研究。

材 料 和 方 法

  一、14頭6月齡至3歲的小型香豬(SUS SCROFA DOMESTICA Var MINO GUIZHOU MENSIS Yu,貴州中醫(yī)學(xué)院提供),體重7~24 kg,平均15 kg。

  二、所有動(dòng)物在正式試驗(yàn)前,先作1~2次加壓鍛煉。用壓縮空氣加壓至0.5 mPa,停留10 min后按標(biāo)準(zhǔn)減壓表減壓(總減壓時(shí)間為30 min)。然后采用4組不同的加減壓方案:第1組(模擬深潛水,4頭):0.7 mPa壓力下停留1.5 h,然后用12 min勻速減至常壓。發(fā)生嚴(yán)重減壓病(decompression illness, DCI)時(shí),進(jìn)行加壓治療并休息1周,,重新實(shí)驗(yàn)的第1次暴露壓力降至0.5 mPa;第2組(模擬淺潛水,2頭):0.3 mPa停留1.5 h,減壓5 min;第3組(模擬常規(guī)高氣壓作業(yè),4頭):0.2 mPa停留5~6 h,減壓2 min;第4組(模擬極端高氣壓作業(yè),4頭):0.35 mPa停留5~6 h,減壓1 min。發(fā)生嚴(yán)重DCI時(shí)給以加壓治療并休息1周,重新實(shí)驗(yàn)的第1次暴露壓力降至0.3mPa。

  三、指標(biāo)測定

  觀察并記錄動(dòng)物減壓后發(fā)生的癥狀。并測定下列指標(biāo):(1)血管內(nèi)流動(dòng)氣泡:在加壓前和減至常壓后15 min,用超聲Doppler氣泡探測儀,探測肺動(dòng)脈中的氣泡音。(2)發(fā)射同位素計(jì)算機(jī)斷層(emit computed tomography, ECT)檢查:從動(dòng)物的耳緣靜脈注入99Tc 2 mL(含同位素7.4×109Bq),4 h后用戊巴比妥鈉麻醉,40 mg/kg ip。首次加壓后3個(gè)月送上海長海醫(yī)院同位素室,對動(dòng)物全身骨骼作ECT檢驗(yàn)。(3)骨血流量測定:用同位素(133Xe)清除法[1]測定“股骨”中段的骨血流量。加壓前和減壓后各1次。(4)纖維蛋白原(fibrinogen, FG)測定:加壓前和減壓后15 min各采集動(dòng)物血2 mL左右,EDTA抗凝,用雙縮脲法測定FG含量。(5)血細(xì)胞計(jì)數(shù):加壓前和減壓后15 min用光鏡進(jìn)行紅細(xì)胞(RBC)、白細(xì)胞(WBC)和血小板(platelet, PLT)計(jì)數(shù)。(6)取ECT檢查陽性的動(dòng)物長骨作光鏡檢查。

結(jié)  果

  一、動(dòng)物減壓后的癥狀分為3型

  無癥狀、輕型DCS(抬腿、轉(zhuǎn)換重心等)和重型DCS(癱瘓、氣喘氣急、嘔吐等)。第1組的發(fā)病率為100%,其中輕型60%,重型40%,有2頭動(dòng)物因發(fā)病太重而死亡;第2,3組的發(fā)病率各為1.5%和3%,且都屬輕型;第4組發(fā)病率為50%,其中40%輕型,10%重型。

  二、氣泡探測

  共對27頭次動(dòng)物作了血流氣泡音探測。除第2組的動(dòng)物外,都測到3級(jí)以上的氣泡音(見表1)。

表1 氣泡音分級(jí)

  Tab 1 Degree of bubbles in various schedules

Group Cases Doppler(+) Doppler degree Incidence(%)

1 10 10 ≥3 100

2 2 1 1 50

3 11 2 1 18

    9 ≥3 82

4 4 4 ≥3 100

  三、血細(xì)胞計(jì)數(shù)的樣本取自第3、4組,加壓前和減壓后相比,兩組的RBC、WBC和PLT計(jì)數(shù)無顯著差別(表2、表3)。

表2 0.2 mPa暴露后血細(xì)胞計(jì)數(shù)

  Tab 2 Change of blood cell count after 0.2mPa exposure(±s)

  RBC WBC PLT

Pre-compression 817.9±165.2 18.5±6.4 38.5±11.5

Post-decompession 912.3±198.3 22.2±4.6 37.2±8.7

表3 0.35 mPa暴露后血細(xì)胞計(jì)數(shù)

  Tab 3 Change of blood cell count after 0.35mPa exposure(±s)

  RBC WBC PLT

Pre-compression 951.9±97.2 18.5±6.5 31.1±4.9

Post-decompession 983.1±105.7 18.2±4.9 37.2±8.1

  四、FG含量

  測定12個(gè)正常動(dòng)物樣本的FG含量為2.22±0.62 μg/mL。試驗(yàn)組動(dòng)物選擇第1組(DCI的發(fā)病率是100%),2頭發(fā)生了重型減壓病的動(dòng)物,減壓后的FG含量有所減少(分別從加壓前的3.03和2.71 μg/mL降低到減壓后的1.3和2.16 μg/mL)。另6頭輕型減壓病的動(dòng)物,減壓后FG含量為3.12±0.70 μg/mL,明顯高于對照值(P<0.05)。

  五、ECT檢查

  共作了11只動(dòng)物的ECT檢查(對照:2頭;第1~3組:各2頭;第4組:3頭)。第1~3組中未發(fā)現(xiàn)熱島。第4組中,3頭動(dòng)物的股骨中段都有熱島。

  六、骨血流量改變

  在第4組動(dòng)物中測定5次,其中有2次發(fā)生輕型DCI,3次發(fā)生重型DCI。結(jié)果發(fā)現(xiàn),減壓后兩側(cè)肢體的骨血流量均減少,其中骨髓血流量減少明顯,而骨皮質(zhì)骨血流量無明顯變化(見表4)。同時(shí),這些改變與DCI發(fā)病輕重?zé)o關(guān)。

表4 0.35 mPa暴露后的骨血流量

  Tab 4 Blood flow of bone after 0.35 mPa exposure (mL·100 g-1.min-1,±s)

  Left Right

F F1 F2 F F1 F2

Control(n=13)  15.0±1.3  11.5±1.0   3.4±0.6  15.9±1.3  11.9±1.4   4.1±0.7

Decompression(n=5) 9.2±2.3* 3.2±0.9* 5.7±2.5 9.7±1.9* 4.9±0.6* 4.8±1.9

  F: general blood flow; F1:marrow blood flow; F2:cortex blood flow; *P<0.05,vs control  七、病理檢查

  在ECT檢查為陽性的股骨中段,骨髓內(nèi)有散在的點(diǎn)狀和小片狀鈣質(zhì)沉著,周圍有膠原纖維生成,并可見新生的小血管。

討  論

  Kahlstron等在1939年就已證實(shí)[2],減壓性骨壞死的主要病理改變有:壞死區(qū)的骨組織有時(shí)形成囊狀,其中含有壞死的凝膠狀物質(zhì);壞死區(qū)周圍為致密的鈣化纖維組織所包圍,并有結(jié)締組織和新生和小血管侵入,這是一種典型的無菌性骨壞死,是骨組織缺血的結(jié)果。用貴州小型香豬進(jìn)行反復(fù)加一減壓試驗(yàn)表明,減壓可引起骨血流量的減少,這和Pooley等[3]的研究結(jié)果相一致。大量文獻(xiàn)對這種血流量減少的原因作了各種不同的解釋,其中有血管內(nèi)氣栓、血管外氣泡壓迫、脂肪栓塞、氣體引起的滲透壓改變和骨髓內(nèi)壓力升高等。雖然這些都不能單獨(dú)說明減壓性骨壞死的確切機(jī)制,但其中每一種改變都與減壓后形成的氣泡有關(guān)。氣泡是減壓性骨壞死的初始原因。氣泡形成的初始部位主要是在靜脈和毛細(xì)血管內(nèi)[4],在骨循環(huán)中,則首先發(fā)生在骨后靜脈和骨靜脈竇中。氣泡通過機(jī)械作用和表面活性作用對血流進(jìn)行干擾:氣泡直徑超過2倍血管直徑時(shí),直接引起血管栓塞(氣栓),或使黃骨髓的脂肪細(xì)胞破裂,脂滴進(jìn)入血管引起栓塞(脂肪栓);同時(shí),按波義爾定律,氣泡體積隨外界壓力下降而增大,在骨硬殼組成的不能伸縮的空間內(nèi),這會(huì)使骨內(nèi)壓升高。此外,氣泡的氣-血界面有很強(qiáng)的表面活性作用:①使球形結(jié)構(gòu)分子(如球蛋白)的親水基團(tuán)重新定向而變成鏈狀分子[5];②吸附PLT并使釋放血小板內(nèi)容物,啟動(dòng)凝血機(jī)制[6];③激活Ⅷ因子,并進(jìn)一步激活纖維蛋白溶酶[5]。這些血液變化引起的血液流動(dòng)性改變(粘度升高、血流變慢),和骨髓壓力升高一同起作用,結(jié)果是骨血流量減少。但是,減壓性骨壞死的機(jī)制可能要復(fù)雜得多,在本試驗(yàn)中,第3和第4組中,都測到大量氣泡音,結(jié)果卻有很大差異。前者減壓病發(fā)病率非常低,而且ECT檢查未發(fā)現(xiàn)骨壞死。因此,可以推測,可能還有其他機(jī)制在起作用,對此還要作進(jìn)一步的研究。

 。刍痦(xiàng)目] 解放軍總后勤部衛(wèi)生部科研基金資助

[參 考 文 獻(xiàn)]

  [1] 田伍訓(xùn),余紹寧,云昌全,等.同位素清除法研究不充分減壓時(shí)小型豬股骨血流量的變化[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志,1997,4(1):26~29 .

 。2] Kahlstrom SC, Burton CC, Phemister DB. Aseptic necrosis of bone. I.Infarction of bone in caisson disease resulting in encapsulated and calcified areas in diaphysis and in arthritis deformations[J]. Surg Gynecol Obster, 1939, 68:129~146.

  [3] Pooley J, Walder DN. Changes in bone marrow circulation following simulated dive[J]. UBR (supple), 1981,8(1):25~29.

  [4] 龔錦涵. 減壓。跰]. 見:龔錦涵, 王恒星, 葉甲壬, 等. 主編.潛水醫(yī)學(xué).北京:人民軍醫(yī)出版社,1985. 186~258.

  [5] Philp RB, Inwood MJ, Warren BA. Interactions between gas bubbles and components of the blood:Implications in decompression sickness[J]. Aerospace Med, 1972,43:946~956.

 。6] Philp RB, Bennett PB, Anderson JC, et al. Effect of aspirin and dipyridamole on platelet function, hematology and blood chemistry of saturation divers[J]. Undersea Biomed Res, 1979, 6:127~143.

  [收稿日期]1999-03-18  。坌藁厝掌冢1999-09-03


  本文關(guān)鍵詞:解放軍總后勤部衛(wèi)生部科研基金,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



本文編號(hào):212563


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