液压颅脑损伤模型

1976年，美国Humbert等观察了不同液体压力作用下猫的神经病理、神经电生理及神经行为功能改变，最早报道了液压颅脑损伤模型的应用。1987年美国Dixon等建立了大鼠液压冲击颅脑损伤模型，其后又有许多学者对该模型所造成的损伤特点、生物力学等进行了考查，并对装置作了部分改进。液压冲击装置由储液管、打击管、打击锤、压力传感器和示渡器等组成。储藏管为一长60cm、直径为41．5cm的圆形有机玻璃管，充满37℃生理盐水，一端安装括塞，另一端接压力传感器和打击管。打击管直径为2．6mm，打击锤重4．8kg从一定高度落下，打击插塞，压力经储藏管内的液体传至脑组织，造成颅脑损伤。冲击时的压力及时程变化通过压力传感器检测在示波器中显示。

冲击压力大小通过调节打击锤的下落高度来控制。为了排除手术和麻醉对致伤实验的干扰，所有动物在致伤前24h行颅骨钻孔硬膜外埋置打击管，并用牙托水泥固定。打击管理置于前囟和人字缝尖中间为正中冲击模型，侧方冲击模型则埋管于矢状缝一侧或颧弓上方。正中冲击模型钻孔位于矢状缝上、前囟与人字缝之间。该模型脑损伤分布广泛，脑干损伤较重。生物力学分析亦证明液压冲击时下位脑干张力最大。侧位冲击模型钻孔位于矢状缝左侧、前囟与人字缝之间。病变主要限于冲击侧，脑干病变较正中冲击模型轻。液压模型适用于多种动物类型，如兔、猫、大鼠，还可作用于培养的细胞。美国Hamm教授发现动物的年龄与预后有关，因而实验动物应选择在一定的年龄范围之内。两种模型造成颅脑损伤的病理、神经生理、神经行为功能改变有一定差异，研究者可根据不同的实验目的加以选择。造成动物轻、中、重度脑外伤的压力因实验动物和条件的差异而不尽一致。雄性SD大鼠正中打击模型压力分别为212．8～293．8kPa和344．5～385kPa，侧方打击模型为10．1～101．3kPa、152～202．7kPa和304～364．8kPa。猫为222．9kPa、263．4kPa和324．2kPa。时程为21～23ms。

液压颅脑损伤模型的优点在于：①外在因素对其影响小，压力传感器检测的压力变化与颅内压力变化完全一致，直接反映了脑组织所承受的压力；②冲击力能准确定量、损伤可重复性好；③根据冲击力量不同，可复制轻、中、重型颅脑损伤模型。使用范围较广；④冲击压力＞300kPa时，可用于复制脑干损伤模型；⑤适用于大鼠、猫、兔、狗、猴等多种动物的脑损伤研究。

但该模型也存在以下不足：①冲击后装置内的压力不能立即释放，建立的动物模型与临床常见损伤有一定差距；②动物受伤后未出现类似于人类脑外伤后长期不可逆昏迷状态；③冲击力大时，易造成下位脑干和上段颈髓损伤。

液压颅脑损伤模型是目前较为理想的颅脑外伤动物模型，但其致伤机制与人类受伤机制不尽一致，因而不适用于颅脑损伤的生物力学的研究。液压颅脑损伤后未发现人类脑外伤后对冲伤和植物生存状态，有关问题尚有待于进一步观察和研究。