创伤性脑损伤动物模型及其实验治疗学应用

创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI),亦称颅脑损伤或头部外伤,专指由外伤引起的脑组织损害。TBI发生机制以及神经损伤后的修复治疗是当前脑研究的热点问题。动物模型的复制对开展TBI的实验治疗学研究起了巨大的推动作用。该文就国内外已经建立的撞击脑损伤、非撞击加速脑损伤和爆炸冲击波致脑外伤三类动物模型的进展作系统综述,同时列举这些模型在实验治疗学上的应用,为神经保护药物的药效学筛选提供科学指导。

爆炸冲击波作用下颅脑损伤机理的数值模拟研究

爆炸引起的颅脑损伤已经成为现代战场单兵的主要致伤形式,而相关的致伤机理尚未完全阐明。本文中,针对头部在爆炸冲击波作用下的动态响应及相关致伤机理进行了数值模拟研究。首先,基于颅脑的核磁共振切片建立了人体头部三维数值模型,该模型真实地反映了颅脑的生理特征与细节构造;利用该模型对人体头部碰撞实验进行数值模拟,模拟结果与实验结果吻合良好,验证了头部模型的有效性。在此基础上,基于欧拉-拉格朗日耦合(EulerLagrangian coupling method,CEL)方法发展了爆炸冲击波-头部流固耦合模型,对头部受到爆炸冲击波正面冲击工况进行了数值模拟,分别从流场压力分布、脑组织压力、颅骨变形与加速度等方面对头部动态响应过程进行了分析。爆炸冲击波峰值压力在流固耦合作用下增大为入射波的3.5倍,致使受到直接冲击处的颅骨与脑组织发生高频振动,相应的振动频率高达8 k Hz,这与碰撞载荷下的脑组织动态响应是完全不同的。同时,该处颅骨的局部弯曲变形会沿着颅骨进行"传播",影响着整个颅骨的变化构型,从而决定了脑组织压力与损伤的演化过程。

爆炸冲击致创伤性脑损伤的神经标志物

弹药爆炸后产生的冲击波常可诱发爆炸创伤性脑损伤(blast-induced traumatic brain injury,bTBI),是战争期间导致士兵残疾和死亡的主要原因。由于爆炸冲击波在各种介质中传播速度不同,以及脑组织的异质性,使bTBI不同于一般创伤性脑损伤,伤情更为复杂、独特。检测和追踪中枢神经系统相关生物标志物有助于识别bTBI的病理过程、评估损伤严重程度、监测疾病进展,具有重要价值。本文概述了bTBI有关神经标志物的研究进展,为临床实践提供参考依据。

爆炸冲击波致大鼠抑郁样行为及其初步机制

目的观察爆炸冲击波引起的轻度脑爆震伤(mbTBI)模型大鼠抑郁样行为改变及其海马中c AMP-PKACREB-BDNF信号通路变化,探讨mbTBI导致神经功能障碍的相关机制。方法44只雄性SD大鼠随机分为对照组和模型组,每组22只。模型组大鼠放入带网格的铁笼内,头部朝向爆心,呈扇形固定于距离爆心15 m的地面,同时检测大鼠布放位置的冲击波强度。爆炸结束后,每组随机选取7只大鼠分笼饲养,于暴露后7、14、28 d,分别采用旷场实验和高架十字迷宫实验评价大鼠的抑郁样行为;每组剩余大鼠分别于暴露后7、14、28 d各随机处死5只,取海马组织并提取蛋白,采用Western blotting检测环磷酸腺苷(cAMP)、蛋白激酶A(PKA)、环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB)、磷酸化CREB(p-CREB)、脑源性神经营养因子(BDNF)及原癌蛋白c-FOS的相对表达量。结果爆炸试验后模型组大鼠全部存活,但24 h内精神萎靡、行动迟缓、食欲差,72 h后上述症状逐渐缓解;两组大鼠各时间点的体重差异均无统计学意义(P>0.05)。行为学实验结果显示,与对照组比较,爆炸试验后14 d模型组大鼠的移动总距离、中央区域停留时间、进入开放臂的次数及时间占比均明显减少或降低(P<0.05);爆炸试验后28 d,两组大鼠中央区域停留时间、进入开放臂的次数占比差异无统计学意义(P>0.05)。Western blotting检测结果显示,与对照组比较,爆炸试验后7、14、28 d模型组大鼠海马组织PKA、CREB、p-CREB和BDNF蛋白表达量均明显降低(P<0.05);爆炸试验后7、14 d模型组大鼠海马组织cAMP、c-FOS表达量明显降低(P<0.05),而28 d时两组差异无统计学意义(P>0.05)。与爆炸试验后7、14 d比较,爆炸试验后28 d模型组大鼠海马组织PKA、CREB和BDNF表达量均明显升高(P<0.05)。结论单次爆炸冲击波暴露可引起大鼠抑郁样行为,其机制可能与海马组织cAMP-PKA-CREB-BDNF信号通路下调有关。

创伤性脑损伤

创伤性脑损伤（traumatic brain injury,TBI）是一种平时和战时均十分常见的损伤.据估计,全球每年约有1千万TBI患者[1].在美国平民中,每年约有170万TBI患者到医院急诊室就医[2].战时,由于枪弹、炸弹等爆炸性武器的应用,使得参战人员常发生脑损伤.开放性损伤易于辨认,闭合性损伤（特别是轻伤）则一时难以确定.离开战场一段时间,一些症状逐渐显露出来,给个人工作和生活造成不同程度的影响.

创伤性脑损伤

近年来，特别是在美国，人们开始认识到创伤性脑损伤（traumaticbraininjury，TBI）的危害和后果，这一状况源自TBI的严峻发展态势。美国曾与伊拉克和阿富汗经历了长年的战争，战后政府投入了大量经费用以治疗那些遭受简易爆炸装置和其他军械袭击造成脑损伤的退伍军人，人们因此开始警惕和关注TBI问题。另一方面，体育界频发的脑损伤事故也深化了人们对这一问题的认识。