【摘要】：第一部分:新型氣動式閉合性顱腦撞擊傷模型目的:創(chuàng)傷性顱腦損傷(Traumatic brain injury,TBI)會對機體造成不同程度的損害,輕度至重度的顱腦損傷后的病理生理變學(xué)表現(xiàn)是不同的。為研究TBI的病因?qū)W和病理學(xué)生理學(xué)機制,目前有幾種嚙齒類動物顱腦損傷的模型包括液壓沖擊(Fluid percussion impact,FPI)、可控皮層沖擊系統(tǒng)(controlled cortical impact systems,CCI)和落錘撞擊模型(weight-drop models)用來模擬和研究顱腦損傷。雖然這些模型可以模擬人類TBI后的某些病理特征,但沒有一種較好的動物模型可用來再現(xiàn)人類的閉合性顱腦損傷。本研究旨在改變以往的致傷方式,建立以氣動沖擊產(chǎn)生加速裝置的一種新可分級的大鼠閉合性顱腦撞擊傷(closed head impacts,CHI)模型,以模擬人類真實環(huán)境下的顱腦撞擊傷后產(chǎn)生的顱腦及神經(jīng)功能損傷。方法:選擇雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠75只,平均體質(zhì)量(200±20)g,隨機分為五組:假手術(shù)組(Sham)、0.5、0.6、0.7和0.8 MPa組,每組15只。應(yīng)用自制空氣驅(qū)動裝置產(chǎn)生加速度撞擊大鼠頭部致傷,氣壓范為0.5-0.8兆帕(MPa),對應(yīng)的沖擊力和加速度分別為:I組(0.5 Mpa):785.3±14.12牛頓(N)、5.71米/秒(m/s);II組(0.6 MPa):837.72±10.41 N、6.06 m/s;III組(0.7 MPa):857.65±11.11 N、6.25 m/s;IV組(0.8 MPa):955.6±16.35 N、6.67 m/s。致傷過程中的運動參數(shù)由力學(xué)傳感器和高速攝像機記錄。傷后檢測死亡率、昏迷時間(翻正反射時間)、改良神經(jīng)功能缺損評分(mNSS)、腦含水量(BWC)。HE染色和淀粉樣前體蛋白(APP)免疫組織化學(xué)染色檢測病理改變。結(jié)果:隨缸內(nèi)氣壓的升高,力學(xué)輸出也隨之升高,導(dǎo)致大鼠損傷程度加重。0.5、0.6、0.7和0.8 MPa組的翻正反射時間明顯高于假手術(shù)組(P0.05)。CHI后24 h檢測mNSS評分、BWC值和MRI定量分結(jié)果發(fā)現(xiàn)CHI傷后24 h時0.8 MPa組損傷程度明顯高于0.6和0.7 MPa組,但后兩組又明顯高于0.5 MPa組(P0.05),0.6與0.7 MPa組之間比較無統(tǒng)計學(xué)差異。檢測CHI大鼠腦內(nèi)APP時發(fā)現(xiàn)在大腦皮層、胼胝體和腦干區(qū)域其表達增加,這也明確提示在模擬CHI后腦組織出現(xiàn)彌漫性軸索損傷的表現(xiàn)。隨氣壓的提高產(chǎn)生的加速度也越大,造成的損傷也逐漸加重,因此可根據(jù)給予0.5/0.6-0.7/0.8 MPa的來進行傷情分級。結(jié)論:本實驗建立的CHI大鼠模型是一種操作簡便、可控性強、重復(fù)性好的模擬不同程度的閉合性顱腦損傷模型,CHI所致的損傷程度與氣缸內(nèi)壓力改變引起的沖擊速度變化呈正相關(guān),可根據(jù)調(diào)節(jié)氣壓來控制神經(jīng)功能的損害程度。本研究為不同損傷程度的閉合性顱腦損傷的發(fā)病機制和治療方式提供了有用的實驗?zāi)Ｐ�。第二部�?急進高原輕-中度閉合性顱腦撞擊傷后轉(zhuǎn)運至不同海拔高度對傷情的影響目的:由于高原地區(qū)的特殊的地理環(huán)境,目前對低壓、低氧后輕-中度閉合性顱腦損傷后傷情及病理生理變化仍未有深入的了解。發(fā)生損傷后的不適當(dāng)運輸會對患者健康帶來危害,甚至危及生命。本文旨在觀察急進高原地區(qū)輕、中度閉合性顱腦損傷(mild-to-moderate closed head injury,mmCHI)急性期轉(zhuǎn)運至不同海拔高度下的傷情變化并提出救治策略,以期提高救治成功率、改善預(yù)后而提高生存質(zhì)量。方法:健康平原飼養(yǎng)的雄性SD大鼠108只,首先稱量基礎(chǔ)體質(zhì)量。模擬海拔6,000m持續(xù)低壓、低氧處理24 h后再次稱體質(zhì)量。采用氣動式撞擊裝置制作輕-中度閉合性顱腦撞擊傷模型,觀察大鼠致傷后生命體征變化并進行改良神經(jīng)功能缺損評分(mNSS)評分,隨機分為3個不同海拔高度組[ND(Non-descending altitude)、D-4,500m(descent to 4,500m altitude)、D-3,000 m(descent to 3,000 m altitude)]進行觀察,并分別對相應(yīng)海拔高度下大鼠在mmCHI后6 h、12 h、24 h的NSS評分、體質(zhì)量(body weight,BW)、腦含水量(brain water content,BWC)、腦含水量與體質(zhì)量的比值(BWC/BW)及顱腦核磁(MRI)檢查。結(jié)果:急進高原mmCHI大鼠在致傷后6 h各海拔高度組mNSS評分減少值明顯低于傷后12 h、24 h評分減少值,P0.05;傷后快速下降的D-3,000 m組大鼠體質(zhì)量下降最少,與傷后滯留于6,000m的ND組及下降海拔高度的D-4,500 m組比較差異具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義,P0.05;傷后各海拔高度組腦含水量(BWC)比較無統(tǒng)計學(xué)意義;但傷后計算各組腦含水量占體質(zhì)量(BWC/BW)的比值發(fā)現(xiàn),傷后快速下降的D-3,000 m組大鼠BWC/BW的值高于傷后D-4,500 m組且低于滯留于海拔6,000m(ND組),其差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,P0.05;大鼠在mmCHI后6 h、12 h、24 h的動態(tài)MRI檢查后定量檢測分析結(jié)果顯示傷后下D-4,500 m組的大鼠在胼胝體水腫及腦室擴張程度明顯低于其他海拔高度組,統(tǒng)計學(xué)差異顯著,P0.05。結(jié)論:高海拔極限環(huán)境下輕-中度閉合性顱腦損傷后24 h內(nèi)傷情變化在不同海拔高度下表現(xiàn)不同,急進高原mmCHI后可引起較嚴重的腦水腫和體重減輕,應(yīng)予以高度高重視。在傷后應(yīng)盡早改善通氣、補液、緩解腦水腫,同時進行早期、階段轉(zhuǎn)運至低海拔地區(qū)治療,避免大跨度降低海拔高度,有利于緩解腦外傷后的繼發(fā)性損傷,早期動態(tài)進行MRI檢查可提示腦組織損傷程度,對預(yù)后判斷及臨床診治具有指導(dǎo)意義。第三部分:急進高原輕-中度閉合性腦損傷后轉(zhuǎn)運至不同海拔高度腦組織GFAP及炎癥因子變化的研究目的:急進高原mmCHI后大鼠免疫應(yīng)激反應(yīng)及繼發(fā)性腦損傷的機制尚未澄清。急性缺氧和顱腦損傷均可引起明顯的炎癥反應(yīng),是繼發(fā)性顱腦損傷的機制之一。為研究在相同致傷因素下不同低壓、缺氧條件對顱腦損傷傷情影響的可能機制。本研究在前期實驗的基礎(chǔ)上,進一步檢測致傷后不同低壓、缺氧狀態(tài)下腦組織內(nèi)膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)陽性細胞及炎癥因子(白細胞介素-1β,IL-1β;腫瘤壞死因子,TNF-α)的表達情況,研究其在急性低壓、缺氧大鼠顱腦損傷后不在同海拔高度下表現(xiàn)的關(guān)系及炎癥反應(yīng)過程中NF-κB信號通路的調(diào)控作用,探索高原顱腦損傷后早期轉(zhuǎn)運對傷情變化的影響及繼發(fā)性腦損傷可能機制。方法:將健康SD大鼠18只模擬海拔6,000 m持續(xù)低壓、低氧處理24 h后采用氣動式撞擊裝置制作輕-中度閉合性顱腦撞擊傷模型,致傷后按的海拔高度[6,000m(ND)、4,500 m(D-4,500 m)、3,000 m(D-3,000 m)]隨機按分成三個組(n=6/組),ND組作為陽性對照。將致傷后大鼠置于低壓艙內(nèi),自由飲食、水,于傷后24 h時進行頭部MRI掃描后處死,取大鼠腦組織作GFAP免疫熒光染色,Western Blot檢測傷后白細胞介素-1β(IL-1β)、腫瘤壞死因子(TNF-α)及核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)的表達量并對檢測結(jié)果進行定量分析。結(jié)果:急性低壓、缺氧狀態(tài)的腦損傷后24 h,各組大鼠腦內(nèi)GFAP陽性星形膠質(zhì)細胞表及炎癥因子達量明均顯增多。定量分析發(fā)現(xiàn),D-3,000 m組GFAP陽性星形膠質(zhì)細胞比率(45.32±4.17)顯著高于D-4,500 m組(36.26±3.55),但明顯低于ND組(56.88±5.62),差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05)。D-4,500 m和D-3,000 m組IL-1β和TNF-α水平分別為:IL-1β/GAPDH:0.69±0.07、0.78±0.08;TNF-α/GAPDH:0.72±0.06、0.84±0.08,與ND組(IL-1β/GAPDH:1.00±0.09;TNF-α/GAPDH:1.00±0.10)相比顯著降低(P0.05)。同時,D-4,500 M組IL-1β和TNF-α水平與D-3,000m組比較也有所降低,差異具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05)。對NF-κB phospho-p65和p65蛋白的表達進行檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)D-4,500 m和D-3,000 m組phospho-p65和p65水平分別為:0.62±0.06、0.76±0.07;0.48±0.05、0.78±0.08,與ND組(phospho-p65/GAPDH:1.00±0.09;p65/GAPDH:1.00±0.10)相比顯著降低(P0.05)。同時,D-4,500 m組phospho-p65和p65的水平也顯著低于D-3,000 m組,差異具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05)。結(jié)論:顱腦損傷后星形膠質(zhì)細胞GFAP的表達量可作為一種判斷急進高原mmCHI嚴重程度以及指導(dǎo)臨床在傷后轉(zhuǎn)運中判斷傷情變化的標(biāo)志物之一。低壓、缺氧性顱腦損傷后NF-κB的激活參與了炎性因子IL-1β、TNF-α的調(diào)控,與繼發(fā)性腦損傷的病理生理有關(guān),NF-κB的抑制或激活與不同的低壓、缺氧狀態(tài)有關(guān)。調(diào)節(jié)低壓、缺氧狀態(tài)將對減輕高原顱腦損傷后的腦繼發(fā)腦性損傷有著十分重要的意義。
【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R651.15
【圖文】：

IV. 0.8 MPa 組：撞擊力 955.60 ± 16.35 N、撞擊速度 6.67 m/s參與統(tǒng)計的 75 只大鼠致傷后 24 h 統(tǒng)一進行標(biāo)本采集及指標(biāo)檢測。2.1.2.4 動物模型的制作參照 Weight-drop models 在顱腦損傷(TBI)模型[37]，使用空氣驅(qū)動撞擊裝置致傷（圖 1），包括空氣壓縮機、壓力調(diào)節(jié)器、氣缸、數(shù)字壓力表和觸發(fā)按鈕（圖 2 a，b）。空氣壓縮機作為氣壓源提供氣壓，氣壓經(jīng)過氣壓流量閥后定量定時輸入至沖擊氣缸內(nèi)，氣缸在氣壓的作用下推動固定在汽缸活塞上的沖擊桿來撞擊生物體，同時壓力傳感器采集撞擊頭撞擊強度，高速攝像采集撞擊頭撞擊速度，生理檢測儀實時記錄生物體生理指標(biāo)。壓力調(diào)節(jié)器和數(shù)字式壓力表使空氣壓力精確調(diào)整到 0.1 - 0.8 MPa，使沖擊桿速度和沖擊能量精確傳遞。裝置的具體參數(shù)為:（1）空氣壓縮機：氣壓 0.8 MPa，容量30 L，電壓 220 V / 50 Hz；（2）氣壓閥： 0.0 ~ 1.0 MPa，精確控制輸出壓力；（3）氣壓沖擊系統(tǒng)參數(shù)：氣壓值及對應(yīng)的速度和撞擊力值。（表 1）

圖 2. 多功能氣動式生物撞擊機的工作過程圖 （a）氣動式生物撞擊系統(tǒng)組成部件；（b動物平臺組成部件及實驗動物放置位置；（c - f）大鼠致傷過程（側(cè)位）；（A - L）高速攝正位）并由計算機分析每毫秒大鼠頭部位移過程。2.1.2.6 神經(jīng)行為學(xué)檢查實驗前所有大鼠根據(jù)神經(jīng)功能缺損評分（neurological severity score，NSS）-41]進行改良，進行為期 3 d 的適應(yīng)性訓(xùn)練，進行橫梁平衡、橫梁行走訓(xùn)練。準由 10 個參數(shù)，包括運動功能、警覺（驚嚇）和生理行為（探索、退出圍欄評分表格，其中 1 分是任務(wù)失敗，0 分代表任務(wù)成功，總分越低，神經(jīng)功能（表 2）。致傷后 30 min 進行初始評分，分別由兩名訓(xùn)練有素的研究人員使用 m大鼠在 CHI 后 1 h 的情況。并記錄復(fù)蘇后 1 h、12 h、24 h 所有致傷（CHI）大鼠的神經(jīng)行為學(xué)評分，mNSS ≥ 8 分大鼠為重度損傷，mNSS 5 - 7 分大鼠為，mNSS ≤ 4 分大鼠為輕度損傷。經(jīng)過 mNSS 評分后，將所有大鼠放回籠子可以自由進食和飲水。大鼠受傷后 24 h 在深度麻醉下處死，進行進一步處理

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 安波,李兵倉,謝大軍,陳菁,陳志強;顱腦撞擊傷時腦組織內(nèi)動態(tài)應(yīng)力場的數(shù)值模擬[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2001年01期

2 徐有奇,田玉靜,周文,溫建良,沈光建,鄒詠文;兔顱腦撞擊傷血和腦脊液中BNP和ET的變化[J];中華核醫(yī)學(xué)雜志;1999年04期

3 袁洪峰,劉少章,賀翔鴿;大鼠顱腦撞擊傷視網(wǎng)膜病理改變的研究[J];眼科研究;2005年01期

4 劉艷輝;顱腦撞擊傷的生物力學(xué)機制研究進展[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;1997年01期

5 徐有奇,田玉靜,周文,溫建良;兔顱腦撞擊傷后血漿和腦脊液中腦鈉素、內(nèi)皮素的變化及其意義[J];中華創(chuàng)傷雜志;1998年S1期

6 楊志煥,楊志林,王正國,冷華光,劉寶松,李曉炎;顱腦撞擊傷后神經(jīng)源性肺水腫發(fā)生機理的實驗研究[J];中華創(chuàng)傷雜志;1995年02期

7 寧可,王正國,陳長才;鈣離子通道拮抗劑對顱腦撞擊傷后神經(jīng)元鈣通道電流的影響[J];中華創(chuàng)傷雜志;1996年03期

8 劉大維,朱佩芳,周繼紅,金榕兵,楊成玉;顱腦撞擊傷后腦脊液、血漿CK-BB活性變化及其意義[J];第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報;1997年06期

9 袁洪峰,劉少章,賀翔鴿;顱腦撞擊傷早期視神經(jīng)超微結(jié)構(gòu)的改變[J];中華眼底病雜志;2005年01期

10 葉劍,劉少章,袁容娣,王原,沈光建,許民輝,鄒詠文;顱腦撞擊傷并發(fā)眼部損傷的實驗研究[J];中華創(chuàng)傷雜志;1997年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王昊;急進高原輕-中度閉合性顱腦撞擊傷后在不同海拔下傷情變化的研究[D];中國人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 屈強;小鼠嚴重顱腦撞擊傷早期應(yīng)激紊亂發(fā)生相關(guān)機制與咪唑安定－氯胺酮調(diào)控作用的研究[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2005年

2 馮成建;基于典型交通事故的顱腦損傷力學(xué)機制研究[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2013年

本文編號：2722642