野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)式血液凈化系統(tǒng)在野戰(zhàn)環(huán)境下急性腎衰竭動(dòng)物模型救治中的應(yīng)用

張智敏，周偉，李平，張五星，李海斌，于濤，李洋，武保巖，石炳毅

急性腎衰竭(acute renal failure，ARF)的戰(zhàn)傷發(fā)生率及致死率極高，需及時(shí)給予腎臟替代治療[1]。野戰(zhàn)條件下由于醫(yī)療環(huán)境惡劣、交通不便、傷病員后送困難等原因，及時(shí)治療難以實(shí)現(xiàn)。美軍于20世紀(jì)50年代在戰(zhàn)地成功使用透析治療戰(zhàn)傷ARF患者并持續(xù)改進(jìn)軍用透析裝備[2]，直至近年研發(fā)出野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)式甚至穿戴式人工腎。反觀國(guó)內(nèi)，該領(lǐng)域研究報(bào)道較少，尚無(wú)成熟產(chǎn)品問(wèn)世。本課題組自行研發(fā)了一種體積小、不依賴(lài)電源水源、機(jī)動(dòng)性好、適合在野戰(zhàn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)式血液凈化系統(tǒng)(YZ309型)，本研究采用該系統(tǒng)對(duì)ARF模型犬進(jìn)行腎臟替代治療，以評(píng)估其在轉(zhuǎn)運(yùn)傷員途中同時(shí)進(jìn)行透析的性能[3]，旨在為戰(zhàn)傷所致ARF的救治提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 ARF模型的建立 成年雄性比格犬4只，體重15～20kg，由北京市海淀區(qū)興隆飼養(yǎng)動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)一級(jí)飼養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)犬經(jīng)速眠新0.1ml/kg肌內(nèi)注射麻醉，力月西0.02ml/kg維持麻醉，行腹部正中切口，游離雙腎，切除，建立ARF模型。頸內(nèi)靜脈或股靜脈置入血液透析用雙腔靜脈導(dǎo)管(美國(guó)昆頓，11.5Fr/Ch，3.8mm×135mm)。

1.2 透析治療 雙腎切除術(shù)后立即抽取靜脈血，檢測(cè)血電解質(zhì)、肝腎功能、血液分析、凝血等4項(xiàng)。術(shù)后24h連接野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)式血液凈化系統(tǒng)，血濾器使用德國(guó)費(fèi)森尤斯FX80，治療模式選用CVVHDF，血流速度150～180ml/min，透析液流速2000ml/h，置換液流速2000ml/h，超濾量100～200ml/h，以前稀釋法輸入?？鼓绞剑阂蛉吣?，需以5000U/L肝素生理鹽水1.5L預(yù)沖血濾器，治療期間以低分子肝素2000～4000U抗凝。透析液及置換液(2000ml/每袋)離子及糖濃度為：鈉140mmol/L，氯105mmol/L，重碳酸鹽34.9mmol/L，鈣2.07mmol/L，鎂1.56mmol/L，葡萄糖11.8g/L。連續(xù)透析4次，4～8h/次，1次/d，監(jiān)測(cè)透析前后生命體征及血電解質(zhì)、肝腎功能、血液分析、凝血4項(xiàng)等指標(biāo)，同時(shí)觀察機(jī)器性能指標(biāo)，包括可用治療模式(CVVH、CVVHDF、SUF)、安全監(jiān)測(cè)性能(漏血報(bào)警、動(dòng)靜脈壓監(jiān)測(cè)、空氣報(bào)警)、泵速準(zhǔn)確性、超濾量準(zhǔn)確性等。

1.3 野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)式血液凈化系統(tǒng)性能檢測(cè) 在2012某軍事演習(xí)環(huán)境下，在野戰(zhàn)醫(yī)療帳篷內(nèi)將ARF模型犬連接野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)式血液凈化系統(tǒng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)1h后，將機(jī)器與ARF模型犬用擔(dān)架運(yùn)至野戰(zhàn)救護(hù)車(chē)，穿越演習(xí)作戰(zhàn)區(qū)域進(jìn)行顛簸試驗(yàn)3h，設(shè)備在整個(gè)機(jī)動(dòng)運(yùn)行中不插電源，觀察性能及治療效果。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SSPS 10.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)結(jié)果以s表示，各組之間的比較采用單因素方差分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 血清電解質(zhì)檢測(cè) 4只比格犬在治療過(guò)程中生命指征平穩(wěn)，治療結(jié)束后全部存活，治療后血清Na+、Cl－與治療前相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，血清K+較治療前明顯下降(P＜0.05)，短時(shí)(2h)和常規(guī)(4h)透析治療后血清鉀均能降至正常水平(表1)。

2.2 肝腎功能檢測(cè) 治療后血清肌酐(Cr)、血清尿素氮(BUN)較治療前明顯下降(P＜0.05，表2)，但短時(shí)(2h)和常規(guī)(4h)透析治療比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)、總膽紅素(T-Bil)與治療前比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05，表3)，表明該設(shè)備可以治療急性腎衰竭而不影響肝臟功能，安全有效。

表1 透析治療前后血清K+、Na+、Cl－濃度比較(mmol/L，±s，n=4)Tab.1 Comparison of serum content of K+, Na+, Cl- before and after dialysis (mmol/L,s, n=4)

表1 透析治療前后血清K+、Na+、Cl－濃度比較(mmol/L，±s，n=4)Tab.1 Comparison of serum content of K+, Na+, Cl- before and after dialysis (mmol/L,s, n=4)

(1)P＜0.05 compared with pre-treatment

Time K+Cl–Pre-T 2h Post-T 4h Post-T Pre-T 2h Post-T 4 h Post-T Pre-T 2h Post-T 4h Post-T First day 6.0±0.5 4.7±0.2(1) 4.2±0.2(1) 139±1.4 138±1.3 138±1.1 102.4±1.4 98.4±1.1 98.0±1.0 Second day 5.8±0.2 4.3±0.3(1) 4.0±0.2(1) 143±1.2 140±1.1 138±1.2 103.6±1.4 102.7±1.1 100.2±1.1 Third day 5.5±0.3 4.2±0.2(1) 4.0±0.2(1) 145±1.3 141±1.1 139±1.1 105.1±1.1 98.5±1.2 98.2±1.2 Fourth day 5.5±0.2 4.2±0.3(1) 3.9±0.1(1) 148±1.4 142±1.2 139±1.3 105.7±1.3 101.4±1.2 100.2±1.1 Na+

表2 透析治療前后腎臟功能比較s，n=4)Tab.2 Comparison of renal function before and after dialysis±s, n=4)

表2 透析治療前后腎臟功能比較s，n=4)Tab.2 Comparison of renal function before and after dialysis±s, n=4)

(1)P＜0.05 compared with pre-treatment

Time Cr(mol/L)BUN(mmol/L)Pre-T 2h Post-T 4h Post-T Pre-T 2h Post-T 4h Post-T First day 465.3±17.3 343.5±8.5(1) 301.3±9.3 22.5±4.7 17.2±2.5(1) 15.3±2.4 Second day 525.3±19.5 356.4±13.7(1) 315.5±11.8 29.3±6.7 19.2±2.1(1) 14.5±3.1 Third day 544.3±13.5 335.5±10.8(1) 285.3±6.5 31.3±7.0 20.1±2.5(1) 15.3±2.1 Fourth day 555.7±15.2 340.5±11.8(1) 285.7±9.3 31.2±3.5 20.4±2.2(1) 13.5±1.6

表3 透析治療前后肝臟功能比較(±s，n=4)Tab.3 Comparison of liver function before and after dialysis (s, n=4)

表3 透析治療前后肝臟功能比較(±s，n=4)Tab.3 Comparison of liver function before and after dialysis (s, n=4)

?

2.3 野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)式血液凈化系統(tǒng)性能檢測(cè) 分別檢測(cè)靜態(tài)透析治療、野戰(zhàn)顛簸條件下透析治療過(guò)程中的系統(tǒng)性能，血流速度為150～180ml/min，透析液流速2000ml/h，置換液流速2000ml/h，超濾量100～200ml/h，上述4項(xiàng)指標(biāo)均保持穩(wěn)定。檢測(cè)超濾壓靜態(tài)上限報(bào)警(＞100mmHg)、動(dòng)脈壓動(dòng)態(tài)上限報(bào)警(＞400mmHg)、靜脈壓動(dòng)態(tài)上限報(bào)警(＞400mmHg)、血路氣泡報(bào)警、進(jìn)液氣泡報(bào)警、補(bǔ)液泵管路壓力報(bào)警、漏血報(bào)警等功能，均提示野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)式血液凈化系統(tǒng)反應(yīng)敏感，各種報(bào)警裝置均能迅速報(bào)警，同時(shí)機(jī)器血泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，待各種報(bào)警裝置解除報(bào)警后，機(jī)器恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 討 論

4只比格犬行雙腎切除術(shù)建立ARF模型，均在24h后應(yīng)用野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)式血液凈化系統(tǒng)(YZ309)進(jìn)行血液凈化治療，第1天在平穩(wěn)地帶進(jìn)行血液凈化治療，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)正常，性能穩(wěn)定。分別于第2、3、4天在救護(hù)車(chē)上進(jìn)行4h顛簸實(shí)驗(yàn)，實(shí)地檢測(cè)野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)式血液凈化系統(tǒng)“邊轉(zhuǎn)運(yùn)、邊透析”的性能，結(jié)果顯示該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，性能穩(wěn)定，保證了治療安全性[4]。治療結(jié)束時(shí)人為制造各種故障，如血路氣泡、進(jìn)液氣泡、補(bǔ)液泵管路打折、漏血等，檢測(cè)報(bào)警功能，結(jié)果顯示系統(tǒng)反應(yīng)敏感，各種報(bào)警裝置均能迅速報(bào)警。

本研究結(jié)果顯示治療后血Na+、Cl－水平與治療前相比無(wú)顯著差異(P＞0.05)，治療后血K+濃度較治療前明顯下降(P＜0.05)，說(shuō)明本系統(tǒng)對(duì)糾正電解質(zhì)紊亂效果良好，尤其可有效糾正高血鉀。治療后血Cr、BUN較治療前明顯下降(P＜0.05)，短時(shí)(2h)和常規(guī)(4h)透析治療相比無(wú)顯著差異(P＞0.05)，與普通透析效果相似，這也與血Cr、BUN等小分子毒素清除濃度梯度有關(guān)。治療后血ALT、AST、T-Bil與治療前相比無(wú)明顯變化(P＞0.05)，表明野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)式血液凈化系統(tǒng)可以治療ARF，且不影響肝臟功能，安全有效。

ARF的戰(zhàn)傷發(fā)生率及致死率極高，需及時(shí)給予腎臟替代治療。普通血液凈化設(shè)備機(jī)體大，依賴(lài)電力、水源,無(wú)機(jī)動(dòng)性，無(wú)法在野戰(zhàn)條件下展開(kāi)應(yīng)用。特別是我國(guó)地域廣闊，西部高原及山區(qū)自然條件惡劣，交通極其不便，一旦爆發(fā)局部戰(zhàn)爭(zhēng)或嚴(yán)重自然災(zāi)害，產(chǎn)生的傷病員后送困難，需現(xiàn)場(chǎng)救治或邊后送邊治療[5]。根據(jù)2008年四川汶川地震發(fā)生1周內(nèi)四川綿陽(yáng)市中心醫(yī)院的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，共收治地震傷病員1402例，其中擠壓綜合征154例，占地震傷病員總數(shù)的10.98%，其中26例危重?cái)D壓綜合征患者(占地震傷病員總數(shù)1.85%)合并ARF經(jīng)血液凈化治療(包括血液透析、連續(xù)性床旁血液濾過(guò)等)后腎功能明顯改善，無(wú)一例發(fā)生持續(xù)腎功能損害和死亡[6]。野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)式血液凈化系統(tǒng)體積小，不依賴(lài)電源及水源，機(jī)動(dòng)性好、適合在戰(zhàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。本研究在實(shí)戰(zhàn)演練中使用該設(shè)備對(duì)ARF模型犬進(jìn)行腎臟替代治療，在“邊轉(zhuǎn)運(yùn)、邊透析”的情況下儀器穩(wěn)定、安全、有效。置換液電解質(zhì)濃度可根據(jù)血電解質(zhì)檢測(cè)結(jié)果隨時(shí)調(diào)整，同時(shí)儀器在不斷地改進(jìn)中更加便攜。該系統(tǒng)的研發(fā)對(duì)于提高野戰(zhàn)情況下ARF的救治水平，減少野戰(zhàn)戰(zhàn)傷ARF死亡率，提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力具有重要意義。

[1]Liu ZH. State of the art technocology in blood purification at present[J]. Med J Chin PLA, 2011, 36(2): 99-103. [劉志紅. 血液凈化技術(shù)新進(jìn)展與發(fā)展設(shè)想[J]. 解放軍醫(yī)學(xué)雜志, 2011,36(2): 99-103.]

[2]Welch PG. Deployment dialysis in the U.S. Army: history and future challenges[J]. Mil Med, 2000, 165(10): 737-741.

[3]Davenport A, Gura V, Ronco C, et al. A wearable haemodialysis device for patients with end-stage renal failure: a pilot study[J].Lancet, 2007, 370 (9604): 2005-2010.

[4]Zhou CH, He P, Meng JZ, et al. Experiment study of portable continuous blood purification machine[J]. Chin J Blood Purif, 2010,9(2): 97-99. [周春華, 何萍, 孟建中, 等. 便攜式連續(xù)性血液凈化機(jī)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究[J]. 中國(guó)血液凈化, 2010, 9(2): 97-99.]

[5]Wang W, Wang F. The effect of the Sichuan medical association society of nephrology about Wenchuan earthquake[J]. Sichuan Med J, 2010, 31(3): 402-403. [王偉, 王芳. 腎臟病專(zhuān)科學(xué)會(huì)在四川汶川大地震救治中的作用[J]. 四川醫(yī)學(xué), 2010, 31(3): 402-403.]

[6]Xin YP, Yuan GY, Shao HG, et al. Diagnosis and treatment of crush syndrome induced by earthquake injuries: 154 cases report[J]. Med J West Chin, 2009, 21(2): 327-327. [辛宇鵬, 袁光亞, 邵紅剛, 等. 地震傷后154例擠壓綜合癥的診治體會(huì)[J]. 西部醫(yī)學(xué), 2009, 21(2): 327-327.]