硬膜外局部低溫治療重型顱腦外傷的實驗研究.pdf

1、重型顱腦外傷是嚴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擔，而且容易引發(fā)一系列社會和經(jīng)濟問題。在醫(yī)學不斷進步的今天，重型顱腦外傷的致殘、致死率卻一直居高不下，至今仍沒有一項十分有效的治療方法。上個世紀末本世紀初，在多項重型顱腦外傷藥物臨床試驗結(jié)果不盡人意時，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的研究中。低溫治療的實施可有多種方法

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)計和實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)，對低溫腦保護的研究和應(yīng)用具有重大意義。目前，低溫發(fā)揮腦保護作用的機制尚不完全清楚，進一步研究其對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)用自制降溫線圈實施硬膜外局部低溫，通過與全身降溫方法對比，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大鼠隨機分為常溫對照組(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。實驗中觀察大鼠寒戰(zhàn)反應(yīng)，監(jiān)測同側(cè)腦溫、對側(cè)腦溫、肛溫及呼吸、心率、血壓變化，于降溫末采血進行

4、血氣分析、電解質(zhì)、血常規(guī)及血液流變學檢測，并在降溫后24 h以改良NSS評分方法評測其神經(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。 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范圍，但其對側(cè)腦溫、肛溫同時出現(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。實施低溫后，LH組和SH組大鼠NSS評分正常，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、鉀含量和伊文思藍含量與Nor組比較無統(tǒng)計學差異。 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，且沒有對腦組織造成急性損害。同時，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有效、安全、并發(fā)癥少的低溫腦保護技術(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重型顱腦外傷實驗大鼠死亡率、體重、神經(jīng)功能、腦水腫和組織病理學的影響，并與全身低溫方法對比，觀察兩者的治療效果。 方法: SD大鼠隨機分為正常對照組(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。在傷后不同時間點測量體重，采用改良NSS評分、平衡木和平衡行走試驗以及Morris水迷宮進行神經(jīng)功能評測，并取腦組織進行水、鈉、鉀含量檢測和HE染色，觀察腦水腫情況和組織病理學改變。 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)時間點進行的NSS評分、平衡木、平衡行走試驗和Morris水迷宮等評測結(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，而這三個時間點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)功能評分和腦水腫程度方面，LHT組

9、和SHT組之間比較未見統(tǒng)計學差異。 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重型顱腦外傷大鼠腦組織PKC-δ、突觸素和GAP-43表達的影響 目的:探索硬膜外局部低溫治療對重型顱腦外傷實驗大鼠腦組織PKC-δ、突觸素和GAP-

10、43表達的影響，以研究低溫腦保護作用的可能機制。 方法: SD大鼠隨機分為正常對照組(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。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的腦組織進行PKC-δ免疫印跡和TUNEL染色，傷后7d、14 d和28 d進行突觸素、GAP-43的免疫印跡和免疫組化檢測。

11、 結(jié)果: sTBI組大鼠腦組織電鏡下超微形態(tài)結(jié)構(gòu)改變嚴重，而局部低溫治療后，細胞核、線粒體、血腦屏障等結(jié)構(gòu)有所改善。sTBI組腦組織全細胞成分中PKC-δ表達下降，而PKC-δ具有活性的裂解片段CF-PKC-δ增加；此外，sTBI組細胞漿中PKC-δ表達減少而細胞膜中PKC-δ增加，提示伴發(fā)PKC-δ從胞漿向胞膜的轉(zhuǎn)運。實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染色陽性凋亡細胞數(shù)增多，而LHT組凋亡細胞數(shù)減少，提示低溫可能抑制細胞凋亡。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，并可進一步調(diào)節(jié)、抑制細胞凋亡，從而發(fā)揮腦保護作用，減少急性期神經(jīng)組織和細胞的損傷。同時，低溫還可能通過增加腦組織突觸素和GAP-43的表達，促進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，其在實驗動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