研究背景严重的烧伤可导致机体微循环发生改变,例如红细胞变形力下降、淤滞,聚集,白细胞附壁粘着,毛细血管嵌塞,细静脉中微血栓形成等,它们引起微循环阻力增加,以致血管中大量浆液渗出至创面和组织间隙,造成机体有效循环血量减少,造成低血容量性休克的发生及器官功能损伤。随着临床救治措施的不断改进,经历了诸如血管活性药物的应用,晶体液、胶体液以及高渗液等一系列的治疗,目前直接死于烧伤休克的病人正在逐渐减少,但是烧伤后作为重要并发症之一的休克仍是威胁烧伤病人生命的最重要的因素。研究表明,烧伤后早期休克的实质是多因素引起的组织血液灌流及氧供不足,给组织细胞带来了缺血缺氧性损害。因此,改善烧伤休克预后的关键是提高烧伤休克早期病人的微循环灌注,增加组织血流量,减轻组织及器官的缺血缺氧性损害。液体复苏是目前改善烧伤休克时机体组织器官灌注血和恢复流动力学体系最为重要的治疗措施,但是部分烧伤休克病人给予液体复苏治疗之后,即使机体大循环容量得以恢复,由于可能继续存在微循环的障碍,所以并不能改变病人的预后,因此,对于烧伤休克病人应在休克早期改善机体微循环灌注、提高组织氧供、降低氧耗、以提高预后。早在20世纪初期,就有美国的消防员通过在水中加入水溶性的高分子聚合物以求增加流体运输管道中的流体流量。1948年,Toms正式提出了减阻的概念,他指出将少量聚甲基丙烯酸甲醋加入流体中,在不影响流体粘滞度情况下,可以使流体的阻力最高降低50%,不降低或不改变流体驱动力的情况下则会使流体的流速增加,这种减阻现象被称为"Toms效应”,而这种高分子聚合物则被称为减阻剂。于是,历史上由此拉开了关于减阻剂(drag reducing polymers, DRP)研究与应用的序幕。目前,减阻剂的减阻方法已经被广泛的应用于管道运输(天然气、石油等)、军事、航海、潜水及航空航天等一系列的工业领域。减阻剂在生物医学中的应用始于上世纪70年代,伴随着减阻剂在其他领域中的应用,更多更新型的减阻剂的开发以及对其机制认识的不断加深,近年来减阻剂在生物医学中的应用发展迅速,为多种疾病的治疗提供了新的思路与资源。目前,国内外多项研究均报导减阻剂能够明显改善在多种病理模型上的心血管系统损害,改善失血性休克模型的组织灌注和氧合,具有利尿和改善肾功能的作用等。在医学中应用的减阻剂有人工合成的高分子聚合物、天然材料(植物、细菌和动物血液)制备的多糖以及DNA分子等聚合物,天然材料制备的减阻剂包括芦荟多糖、牛胸腺DNA、细菌多糖、秋葵多糖等。以往关于DRPs在各种病理模型中的研究多使用如聚环氧乙烯和聚乙二醇等人工合成的聚合物,近年来关于芦荟(aloe vera)来源的DRPs逐渐进入大家的视野,芦荟多糖(aloe vera polysaccharide AVP)是一种平均分子量为4×106Da的天然减阻剂,同样具有良好的抗休克作用,而且相对于人工合成的DRPs,芦荟来源的DRPs在含有或不含有红细胞的液体中均具有更长的降解周期,其降阻能力能够保持更长时间。所以关于芦荟减阻剂对各种模型的作用逐渐成为研究的热点微循环障碍是烧伤休克病理生理过程的重要环节,根据以往的研究,减阻剂有着改善微循环的作用,这使得减阻剂有可能成为改善烧伤休克微循环和组织的新方法。目前,国内外尚未见到将减阻剂应用于烧伤休克模型的相关报道,本实验中将芦荟减阻剂应用于烧伤休克模型,通过观察芦荟减阻剂组,盐水组以及对照组动物的微循环、重要组织器官的功及病理,大鼠生存时间的变化,探讨芦荟减阻剂对烧伤休克大鼠微循环的影响以及对重要脏器的保护作用。研究目的探讨芦荟减阻剂对大鼠40%体表面积深Ⅱ度烧伤休克模型微循环以肺损伤保护的影响。材料和方法1,1材料及仪器正置荧光显微镜+NIS-ELEMENT软件(美国ZEISS公司),纤维素膜透析袋(美国Spectrum公司),微量输注泵(德国Fresenlus Kabi injectomat Agilia RC公司),ABL7788血气分析仪(丹麦雷度公司),显微手术器械一套,注射器若干,动静脉套管若干。1.2减阻剂的制备本实验中所用的芦荟减阻剂是平均分子量大小为400kDa的复杂多糖,轻柔压榨新鲜芦荟叶,将榨出的黏液加100%乙醇搅拌沉淀过滤,沉淀物溶于含有0.25mg/ml庆大霉素的生理盐水中,并使用50kDa孔径的透析膜置于含0.25mg/ml庆大霉素的生理盐水中透析48小时。实验前将减阻剂溶于无致热原无菌生理盐水中,终浓度为50ppm。最终溶液中庆大霉素浓度为0.05mg/ml,实验中对照组液体中应含有同样浓度的庆大霉素。储存于4℃的冰箱中备用。1,3实验动物及动物分组雌雄不拘、SPF级别SD大鼠(180-220g)60只,由南方医科大学实验动物中心提供。应用随机表法随机分为3组①假烧伤组(对照组)；②烧伤+生理盐水(盐水组)；③烧伤+芦荟组(减阻剂组),各20只。每组应用随机表法再分3个亚组,分别用于烧伤休克后24小时肺组织干湿重比检测、病理及血气分析(6只)；烧伤后连续微循环观察4h(6只)；烧伤休克后观察生存时间(8只)。1,4模型制备采用肌肉注射13.3%氯醛糖+0.5%乌拉坦(0.6ml/100g体重)麻醉,右颈动、静脉,置入聚乙烯(PE50)管后固定。颈动脉用于动脉血采集,颈静脉用于注入实验液体。将大鼠髂前上棘上方约1cm处标记部位以下浸入100℃水中烫伤15s,造成全身40%面积深Ⅱ度以上烫伤休克模型,烧伤后5分钟开始液体复苏,在持续液体复苏之前根据动物体重、有效循环血量和有效药物浓度给予动物负荷剂量,然后根据parkland改良公式(伤后第1个24h补液量=液体,2m1×体重(kg)×Ⅱ、Ⅲ度烧伤面积(%)。伤后第1个8h内补充总估计量的半量,第2和第3个8h各补给总液体量1/4量。)进行持续液体复苏维持6小时,盐水组给予生理盐水,减阻剂组给予浓度为50ppm的芦荟减阻剂。1.5数据采集1.5.1微循环观察：在自制的大鼠微循环观察台上按照Gray法,制备大鼠脊斜肌活体微循环观察标本,以37℃平衡Kreb’s液持续滴注表面维持标本环境的稳定。在烧伤开始前(T0)以及开始后10分钟(T10),30分钟(T30),60分钟(T60),120分钟(T120)和240分钟(T240)于正置荧光显微镜下选择口径为30-50μm的脊斜肌第三级微动脉作为固定观察目标,记录微循环状态和红细胞流动速度。1.5.2肺组织病理、湿干重比及血气分析：烧伤休克24小时后经颈动脉取血做血气分析；采用脱臼法处死动物,取右上肺,10%中性福尔马林固定、包埋、切片、脱蜡与水、HE染色并400倍下观察肺病理变化；取300-500mg左下肺组织,用滤纸吸干表面的渗液及血迹称湿质量,80℃烘烤72h,再称干质量,计算肺组织湿干重比=湿组织质量/／干组织重量×100%。1.5.3生存时间：处理同其他组,液体复苏后,缝合伤口,回笼,室温下给予自由饮食饮水并观察。1.6统计学处理本实验统计分析采用SPSS13.0软件,数据以均数±标准差(χ±s)形式表示,多样本均数的比较采用单因素方差分析,两样本均数比较采用t检验,两两比较采用LSD法,率的比较采用卡方检验,脊斜肌微血管的变化采用重复测量数据的方差分析。P<0.05表示差异有统计学意义。结果2.1烧伤后脊斜肌小动脉管径和红细胞流速的变化。各组在复苏前后及各组间比较血管管径并无显著变化,所测量血管的直径为35.2±5.5(μm)。烧伤前各组红细胞流速无统计学差异(P>0.05)。烫伤后10分钟,盐水组及减阻剂组微循环红细胞流速较对照组均明显降低(P<0.05),但减阻剂组仍显著高于盐水组(P<0.05)。此后,两组红细胞流速均呈上升趋势,盐水组在30分钟时达到最高值然后逐渐降低,减阻剂组在1小时处达到最高值,甚至高于对照组,然后出现轻微降低；在烧伤后各时间点,盐水组红细胞流速均显著低于对照组(P<0.05)；减阻剂组红细胞流速在各时间点均显著高于盐水组(P<0.05),且在30分钟以后,与对照组均无统计学差异(P>0.05)。2.2烧伤24小时W/D变化对照组W/D较低4.05±0.15(%),烧伤后W/D均明显增加,盐水组为4.82±0.22(%)(P<0.05),而在减阻剂治疗组,W/D较盐水组明显降低(P<0.05),为4.37±0.21(%)。2.3烧伤24小时肺组织HE染色及血气分析对照组大鼠的肺组织结构正常,盐水组烧伤后肺组织结构严重破坏,肺组织充血,水肿,肺泡壁明显增厚,伴大量中性粒细胞浸润,呈弥漫性间质炎性改变；减阻剂治疗组仅见少量炎性细胞渗出。血气分析可见烧伤后P02由99.5±8.1mmHg下降为67.2±14.2mmHg (P<0.01),而减阻剂组为87.5±11.1mmHg,较盐水组明显提高(P<0.05)；对照组、盐水组、减阻剂组Lac分别为0.8±0.3mmol/L,4.7±1.6mmol/L,2.3±0.9mmol/L,各组间均有统计学差异(P<0.05或P<0.01),各组间C02值无明显变化。2.4生存时间与对照组相比,烧伤盐水组大鼠平均生存时间(22.9±4.1小时)、24小时及36小时存活率(分别为50%和0%)均显著降低(P<0.05)；减阻剂治疗组平均生存时间(33.4±7.8小时),24小时及36小时存活率(分别为100%和25%)较盐水组显著增加(P<0.05)。结论1.芦荟减阻剂在不改变微循环管径的情况下,能够明显提高烧伤休克大鼠脊斜肌微循环内红细胞流速2.芦荟减阻剂能够减轻烧伤休克后肺组织水肿以及病理损伤,对肺组织起到一定的保护作用。3.芦荟减阻剂能够延长烧伤休克大鼠的生存时间,提高烧伤休克大鼠24小时和36小时大鼠的生存率。