硬膜外局部低溫治療重型顱腦外傷的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、重型顱腦外傷是嚴(yán)重危害人類健康和生命的多發(fā)疾病，不僅給患者及其家庭帶來沉重的精神和生活負(fù)擔(dān)，而且容易引發(fā)一系列社會(huì)和經(jīng)濟(jì)問題。在醫(yī)學(xué)不斷進(jìn)步的今天，重型顱腦外傷的致殘、致死率卻一直居高不下，至今仍沒有一項(xiàng)十分有效的治療方法。上個(gè)世紀(jì)末本世紀(jì)初，在多項(xiàng)重型顱腦外傷藥物臨床試驗(yàn)結(jié)果不盡人意時(shí)，低溫在治療心臟停搏相關(guān)腦損傷和新生兒缺血缺氧性腦病方面所取得的積極效果，又使人們把目光聚焦到重型顱腦外傷低溫腦保護(hù)的研究中。低溫治療的實(shí)施可有多種方法

2、，目前應(yīng)用較廣的是全身降溫，但有研究發(fā)現(xiàn)全身降溫可能存在寒戰(zhàn)、電解質(zhì)紊亂、心律失常、出血傾向、易感染、皮膚損害等并發(fā)癥。設(shè)計(jì)和實(shí)施一種既能有效低溫治療而又可避免全身降溫并發(fā)癥的降溫技術(shù)，對(duì)低溫腦保護(hù)的研究和應(yīng)用具有重大意義。目前，低溫發(fā)揮腦保護(hù)作用的機(jī)制尚不完全清楚，進(jìn)一步研究其對(duì)重型顱腦外傷病理生理演變和預(yù)后轉(zhuǎn)歸的影響，有利于降低重型顱腦外傷的致殘率和死亡率。 第一章硬膜外局部低溫方法的降溫效能、安全性和并發(fā)癥研究 目

3、的:應(yīng)用自制降溫線圈實(shí)施硬膜外局部低溫，通過與全身降溫方法對(duì)比，研究該局部低溫方法的降溫效能、安全性和并發(fā)癥情況。 方法:SD大鼠隨機(jī)分為常溫對(duì)照組(Nor組)、硬膜外局部低溫組(LH組)和全身低溫組(SH組)，LH組以降溫線圈貼附于一側(cè)硬腦膜外實(shí)施局部低溫，SH組以冰袋和酒精全身降溫，兩組均使腦溫降至31，0～32.0℃并持續(xù)10小時(shí)。實(shí)驗(yàn)中觀察大鼠寒戰(zhàn)反應(yīng)，監(jiān)測(cè)同側(cè)腦溫、對(duì)側(cè)腦溫、肛溫及呼吸、心率、血壓變化，于降溫末采血進(jìn)行

4、血?dú)夥治?、電解質(zhì)、血常規(guī)及血液流變學(xué)檢測(cè)，并在降溫后24 h以改良NSS評(píng)分方法評(píng)測(cè)其神經(jīng)功能，取腦組織行光鏡、電鏡檢查，以及腦組織水、鈉、鉀含量和血腦屏障通透性檢測(cè)。 結(jié)果:降溫后，LH組大鼠降溫側(cè)腦溫在數(shù)分鐘內(nèi)從(36.5±0.3)℃下降到(31.4±0.4)℃并維持穩(wěn)定，其對(duì)側(cè)腦溫、肛溫以及R、HR、MABP無明顯變化；SH組的局部腦溫也下降到目標(biāo)范圍，但其對(duì)側(cè)腦溫、肛溫同時(shí)出現(xiàn)降低。降溫過程中，SH組寒戰(zhàn)發(fā)生率為58.8

5、％，并出現(xiàn)心率下降，血小板降低，高切變率下全血粘度和血漿粘度增高，LH組未觀察到如上變化。實(shí)施低溫后，LH組和SH組大鼠NSS評(píng)分正常，光鏡和電鏡下未發(fā)現(xiàn)腦組織損傷表現(xiàn)，兩組的腦組織水、鈉、鉀含量和伊文思藍(lán)含量與Nor組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。 結(jié)論:該種硬膜外局部低溫方法的降溫效果與全身降溫相似，且沒有對(duì)腦組織造成急性損害。同時(shí)，與全身低溫相比，該種硬膜外局部低溫的并發(fā)癥較少。硬膜外局部低溫是一項(xiàng)有效、安全、并發(fā)癥少的低溫腦保護(hù)技術(shù)

6、。 第二章硬膜外局部低溫治療重型顱腦外傷及與全身低溫療法的比較 目的:探索硬膜外局部低溫治療對(duì)重型顱腦外傷實(shí)驗(yàn)大鼠死亡率、體重、神經(jīng)功能、腦水腫和組織病理學(xué)的影響，并與全身低溫方法對(duì)比，觀察兩者的治療效果。 方法: SD大鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組(Norm組)、假手術(shù)組(Sham組)、重型顱腦外傷組(sTBI組)、硬膜外局部低溫治療組(LHT組)和全身低溫治療組(SHT組)。采用Feeney's自由落體致傷方法制備重

7、型顱腦外傷模型(25 g，60 cm)。在傷后30 min開始局部或全身低溫治療，持續(xù)10h。在傷后不同時(shí)間點(diǎn)測(cè)量體重，采用改良NSS評(píng)分、平衡木和平衡行走試驗(yàn)以及Morris水迷宮進(jìn)行神經(jīng)功能評(píng)測(cè)，并取腦組織進(jìn)行水、鈉、鉀含量檢測(cè)和HE染色，觀察腦水腫情況和組織病理學(xué)改變。 結(jié)果:sTBI組、LHT組和SHT組大鼠的死亡率分別為32.32％、15.19％和19.28％。LHT組和SHT組傷后體重下降的幅度比sTBI組小。在傷后

8、相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行的NSS評(píng)分、平衡木、平衡行走試驗(yàn)和Morris水迷宮等評(píng)測(cè)結(jié)果顯示，LHT組和SHT組大鼠相應(yīng)的神經(jīng)功能障礙均較sTBI組輕。在傷后12 h、1d和3d，sTBI組的腦組織水、鈉含量增加而鉀含量降低，提示腦水腫，而這三個(gè)時(shí)間點(diǎn)LHT組和SHT組的腦水腫程度均比sTBI組輕。重型顱腦外傷后，腦組織病理形態(tài)改變明顯，而LHT組和SHT組的腦組織病理損害程度較輕。此外，在死亡率、體重變化、神經(jīng)功能評(píng)分和腦水腫程度方面，LHT組

9、和SHT組之間比較未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。 結(jié)論:硬膜外局部低溫治療和全身低溫相似，均可減緩大鼠重型顱腦外傷后的體重下降，改善神經(jīng)功能障礙，減輕傷后腦水腫和腦組織病理改變程度等。該兩種低溫方法對(duì)重型顱腦外傷均具有明顯的治療作用，且在效果上無明顯差異。 第三章硬膜外局部低溫對(duì)重型顱腦外傷大鼠腦組織PKC-δ、突觸素和GAP-43表達(dá)的影響 目的:探索硬膜外局部低溫治療對(duì)重型顱腦外傷實(shí)驗(yàn)大鼠腦組織PKC-δ、突觸素和GAP-

10、43表達(dá)的影響，以研究低溫腦保護(hù)作用的可能機(jī)制。 方法: SD大鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組(Norm組)、假手術(shù)組(Sham組)、重型顱腦外傷組(sTBI組)和硬膜外局部低溫治療組(LHT組)。傷后30 min開始局部低溫治療，持續(xù)10小時(shí)。透射電鏡下觀察腦組織的超微形態(tài)結(jié)構(gòu)改變，并取傷后12 h、1d、3d的腦組織進(jìn)行PKC-δ免疫印跡和TUNEL染色，傷后7d、14 d和28 d進(jìn)行突觸素、GAP-43的免疫印跡和免疫組化檢測(cè)。

11、 結(jié)果: sTBI組大鼠腦組織電鏡下超微形態(tài)結(jié)構(gòu)改變嚴(yán)重，而局部低溫治療后，細(xì)胞核、線粒體、血腦屏障等結(jié)構(gòu)有所改善。sTBI組腦組織全細(xì)胞成分中PKC-δ表達(dá)下降，而PKC-δ具有活性的裂解片段CF-PKC-δ增加；此外，sTBI組細(xì)胞漿中PKC-δ表達(dá)減少而細(xì)胞膜中PKC-δ增加，提示伴發(fā)PKC-δ從胞漿向胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn)。實(shí)施硬膜外局部低溫后，PKC-8的裂解和胞膜轉(zhuǎn)位均減少，提示低溫可抑制PKC-δ的激活。在傷后12 h、1d、3

12、d，sTBI組腦組織TUNEL染色陽性凋亡細(xì)胞數(shù)增多，而LHT組凋亡細(xì)胞數(shù)減少，提示低溫可能抑制細(xì)胞凋亡。在傷后7d、14 d、28 d，可觀察到sTBI組腦組織中突觸素和GAP-43的蛋白表達(dá)和免疫活性均下降；給予硬膜外局部低溫治療后，LHT組的突觸素、GAP-43表達(dá)和免疫活性均較sTBI組增加。 結(jié)論:硬膜外局部低溫可減輕重型顱腦外傷所導(dǎo)致的神經(jīng)組織、細(xì)胞超微形態(tài)結(jié)構(gòu)損害。其可能通過抑制重型顱腦外傷傷后PKC-δ的裂解和胞

13、膜轉(zhuǎn)位，降低PKC-δ的有害活化，并可進(jìn)一步調(diào)節(jié)、抑制細(xì)胞凋亡，從而發(fā)揮腦保護(hù)作用，減少急性期神經(jīng)組織和細(xì)胞的損傷。同時(shí)，低溫還可能通過增加腦組織突觸素和GAP-43的表達(dá)，促進(jìn)重型顱腦外傷傷后晚期神經(jīng)再生和重塑，改善神經(jīng)功能。綜上所述，本研究結(jié)論如下： 1.硬膜外局部低溫方法有效、安全；與全身低溫相比，其在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物身上觀察到的并發(fā)癥較少。 2.硬膜外局部低溫治療可減緩大鼠傷后的體重下降，改善神經(jīng)功能障礙，減輕傷后腦水腫