海水浸泡小型豬模型的建立及血流動力學與動脈血氣指標的檢測與分析

陳志達，郗洪慶，喬 治，唐 云

解放軍總醫(yī)院，北京 100853 1普通外科；2普通外科研究所

海水是一種高滲、堿性、低溫、富菌的液體，可對人體造成強烈的復合理化刺激及污染，造成與陸戰(zhàn)傷明顯不同的病理生理改變，如導致嚴重的微循環(huán)障礙、強烈的炎癥反應、組織和細胞腫脹、體液和電解質(zhì)平衡破壞、機體抵抗力下降、繼發(fā)組織損傷、重癥感染等[1]。本研究通過制備小型豬的海水浸泡傷動物模型，觀察測定海水浸泡前后小型豬動物模型的血流動力學和動脈血氣等指標變化，初步分析海水浸泡傷的病理生理學影響，為下一步海水浸泡傷發(fā)展機制及診治措施打下基礎。

材料和方法

1 人工海水的配置 實驗用人工海水參考國家海洋局第二海洋研究所提供的我國東南沿海海水主要成分，并結(jié)合相關(guān)文獻報道[2-6]配制，使?jié)B透壓維持 1 250 ～ 1 350 mmol/L，pH7.9 ～ 8.1，海水比重1.020 ～ 1.025，實驗室平均溫度為25℃，人工海水平均溫度為22℃。人工海水具體成分：氯化鈉26.5 g/L，硫酸鎂3.3 g/L，氯化鎂2.45 g/L，氯化鈣1.14 g/L，氯化鉀0.73 g/L，碳酸氫鈉0.2 g/L，溴化鈉0.08 g/L。

2 動物模型制備 4月齡廣西巴馬小型豬10只，雄雌各5只，體質(zhì)量13.5 ～ 18 kg，由廣西大學動物科學技術(shù)學院提供。4月齡貴州Ⅲ系小型豬10只，雄性5只，雌性5只，體質(zhì)量14 ～ 17 kg。采用氯胺酮肌肉麻醉(10 mg/kg)，氣管插管，分離左側(cè)頸內(nèi)靜脈，置入Swan-Ganz漂浮導管，監(jiān)測中心靜脈壓(central venous pressure，CVP)及心輸出量(cardiac output，CO)。分離左側(cè)頸動脈，接壓力傳感器用于測定平均動脈壓(mean arterial pressure，MAP)、心率(heart rate，HR)及取血標本。靜脈注射2%戊巴比妥鈉(15 ～ 20 mg/kg)維持麻醉。將實驗動物置于固定架上，浸入人工海水，海水浸泡平面達劍突上5 cm，浸泡3 h，制成海水浸泡傷動物模型。

3 監(jiān)測指標 血流動力學指標：心率、平均動脈壓、心輸出量、中心靜脈壓；動脈血氣分析：pH值、CO2分壓(PCO2)、O2分壓(PO2)、血氧飽和度。

4 統(tǒng)計學方法 統(tǒng)計學處理采用SPSS19.0統(tǒng)計軟件，數(shù)據(jù)以-x±s表示，浸泡前后相關(guān)數(shù)據(jù)使用配對t檢驗，不同性別數(shù)據(jù)指標比較使用獨立樣本t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

1 浸泡前后血流動力學指標比較 貴州Ⅲ系小型豬在海水浸泡后，心率和平均動脈壓發(fā)生顯著變化(P均＜0.05)，而心輸出量和中心靜脈壓雖有少量上升或下降，但無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)。同樣，廣西巴馬小型豬海水浸泡后，心率和平均動脈壓明顯上升(P均＜0.05)，而心輸出量和中心靜脈壓無顯著變化(P＞0.05)。見表1。

2 浸泡前后動脈血氣指標比較 貴州Ⅲ系小型豬在海水浸泡后，O2分壓顯著降低(P＜0.05)，廣西巴馬小型豬在海水浸泡后也發(fā)生了同樣現(xiàn)象。而pH值、CO2分壓和血氧飽和度等指標未發(fā)生顯著變化(P＞0.05)。見表1。

3 浸泡后不同性別血流動力學指標比較 在海水浸泡前，兩品系小型豬不同性別間基線資料無差異。在海水浸泡后，兩品系小型豬心率和平均動脈壓在不同性別間有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)，而心輸出量和中心靜脈壓在不同性別間無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)。見表2。

4 浸泡后不同性別動脈血氣分析 兩品系雌性小型豬在海水浸泡后，O2分壓明顯高于雄性小型豬(P＜0.05)。而pH值、CO2分壓和血氧飽和度等指標無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)。見表2。

討 論

小型豬在解剖學、生理代謝、營養(yǎng)需要以及疾病發(fā)生機制等方面與人類具有廣泛的相似性，是我們開展基礎醫(yī)學研究的理想動物[7]。目前，小型豬動物模型已在手術(shù)技能提高、麻醉用藥選擇、心腦血管疾病、消化系統(tǒng)腫瘤、內(nèi)分泌疾病、活體器官移植、干細胞培養(yǎng)以及燒傷外科等方面得到廣泛應用[8]。通過制備動物模型后實驗獲取的數(shù)據(jù)具有重要的生物醫(yī)學價值，為指導基礎醫(yī)學甚至臨床醫(yī)學研究提供借鑒。

國內(nèi)實驗用小型豬的起步、發(fā)展要落后于國外，但依托國內(nèi)豐富的小型豬品種資源，目前已經(jīng)形成了具有我國自身特色的實驗用小型豬體系。國內(nèi)現(xiàn)有的小型豬品系主要有貴州小型豬、廣西巴馬小型豬、中國農(nóng)大小型豬、版納小型豬、五指山小型豬、西藏小型豬、廣西陸川小型豬[9-11]。貴州小型豬和廣西巴馬小型豬具有遺傳品性穩(wěn)定、體形小、性情溫順、實驗操作耐受性強、抗病力強等特點，是海水浸泡傷首選的研究動物對象[12-13]。國內(nèi)外有關(guān)小型豬的研究資料相對匱乏，隨著小型豬在海水浸泡傷研究中逐步應用，建立其基礎數(shù)據(jù)極具必要性。本實驗以貴州小型豬和廣西巴馬小型豬為研究對象，旨在通過建立小型豬海水浸泡傷模型，記錄傷害前后血流動力學及動脈血氣指標變化，并分析不同性別小型豬數(shù)據(jù)差異，為進一步研究海水浸泡傷生理病理學變化奠定基礎。在本研究中，我們選取4月齡大小的小型豬。4月齡小型豬已經(jīng)達到性成熟，在機體生理生化指標方面均相對穩(wěn)定，是建立海水浸泡模型并測定相關(guān)指標的良好對象[14-18]。

表1 海水浸泡前后血流動力學及動脈血氣指標的變化Tab. 1 Changes in hemodynamics and arterial blood gas parameters before and after soaking in the seawater

表2 不同性別間血流動力學及動脈血氣指標的差異Tab. 2 Changes in hemodynamics and arterial blood gas parameters in male and female miniature pigs

在我們的研究中，心輸出量、中心靜脈壓、pH值、CO2分壓和血氧飽和度等指標在在海水浸泡前后未發(fā)現(xiàn)顯著差異。分析原因可能有以下幾點：1)小型豬動物模型皮膚表面完整，無破損性傷口，堿性、高滲的模擬海水并不能直接影響小型豬的機體液體總量和循環(huán)總量，所以能夠反映總血流量的CO和CVP無明顯變化，同樣血液的酸堿度也未顯著變化；2)此次動物模型的浸泡時間節(jié)點是3 h，短時間內(nèi)并未對肺臟功能產(chǎn)生沖擊損傷，所以PCO2和SpO2一直維持在相對正常范圍。在后續(xù)實驗過程中，可進一步完善時間節(jié)點的豐富度，適當延長浸泡，獲取浸泡6 h、12 h、18 h甚至24 h后的數(shù)據(jù)指標。

此外，在此次研究中還發(fā)現(xiàn)，雄性與雌性小型豬在海水浸泡后心率和平均動脈壓有顯著差異，說明海水會不同程度地影響不同性別小型豬的心率和平均動脈壓，所以在后續(xù)的研究中應設立亞組分析，區(qū)別對待不同性別海水浸泡傷害引起的變化，以減少性別對統(tǒng)計分析過程中造成的偏倚。

本研究中所制備的海水浸泡傷動物模型制作過程簡易，可操作性及可推廣性強，能夠很好地提供海水浸泡傷害后小型豬相關(guān)生理、病理學數(shù)據(jù)變化，并能根據(jù)數(shù)據(jù)變化情況動態(tài)把握小型豬一般情況，為后續(xù)深入研究海水浸泡傷的發(fā)生機制及診治措施提供了很好的生物學基礎。本研究組將進一步完善、優(yōu)化海水浸泡傷小型豬模型的設計及管理，爭取獲取更多數(shù)據(jù)指標，為全面了解海水浸泡傷提供更多的理論支撐。

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