生物撞击机的研制及撞击伤发生机制的研究
作者：王正国 孙立英 刘宝松 李晓炎 宁 可 尹志勇 杨志焕 朱佩芳 杨志林 宁 心 朱 刚 姜燕平 徐 红
单位：400042 重庆，第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所
关键词：创伤和损伤，撞击；生物力学；损伤机制
中华创伤杂志990417 【摘要】 目的 对10年来有关生物撞击机的研制及撞击伤发生机制的研究作一回顾和系统总结。方法 系统整理以往的研究资料，就一些主要问题进行分析总结。结果 (1)研制了BIM-Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型生物撞击机，可以不同方式、不同速度对不同动物进行撞击实验。(2)建立光弹性模型，探讨了撞击后颅内应力分布过程，证明应力集中区与损伤部位一致。(3)证明循环内皮细胞计数和肌酸磷酸激酶(CK-BB)活性测定在脑损伤早期有诊断意义。(4)脑创伤后脑内出现炎症反应，多形核粒细胞(PMN)浸入和聚集可能在脑继发损伤中起重要作用。(5)脑创伤后Ca2+内流增加，尼莫地平可阻止Ca2+内流，减轻神经细胞损伤。(6)丙酸睾丸酮能促进伤后面神经核内生长相关蛋白(GAP43)的合成，有助于面神经损伤后的修复与再生。(7)胸部撞击伤研究证明，胸部的黏性标准与胸部伤情的相关性最好，变形速度是影响伤情的主要因素。结论 撞击伤是交通事故中最常见的伤类，原发损伤是应力传至体内和应力集中于损伤部位的结果。继发性损伤的机制十分复杂，如出现炎症反应，CK-BB等许多酶活性增强，细胞内Ca2+超载等，采取相应的拮抗剂可不同程度地减轻损伤。
, http://www.100md.com
Development of Biological Impact Machine and the Study
on the Mechanism of Impact Injury
WANG Zhengguo, SUN Liying, LIU Baosong, et al.
Research Institute of Surgery, Third Military Medical University, Chongqing 400042
【Abstract】 Objective Looking back to and systemically summing up the research on the development of biomechanical machines and mechanism on impact injury in the past ten years. Methods Looking up previous technical data on research of impact injury, analyzing and summing up some main results. Results (1)Three types (Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) of biomechanical machines were developed. They may inflict impact injuries on different experimental animals with different ways and speeds.(2)Light-elastic model was established for the research on impacted cerebral injury.The stress distribution in the cranium after impact was observed.It indicted that the stress concentration area was consistent with the injured one.(3)Determination of circulating endothelial cells count and CK-BB activities were useful for the diagnosis of early cerebral injury.(4)There appeared inflammatory response after brain injury. Invasion and accumulation of PMN might play an important role in the development of cerebral secondary injury.(5)There occurred increase of cellular Ca2+ inflow after injury. Nimodipine might prevent Ca2+ inflow.(6)Testosterone propionate (TP) accelerated the synthesis of GAP43 growth related protein and was of benefit to the repair and regeneration of injured facial nerves.(7)It indicated that viscous criterion was closely related to the severity of chest impact injury, and deformation velocity was the most important factor for injuring. Conclusions Impact injury is one of the commonest type of traffic injuries. Primary impact injury is the result of stress propagation and stress concentration in injured regions, while the mechanism of secondary injury is very complicated, such as inflammatory response, increase of activities in some enzymes, such as CK-BB, and overload of cellular Ca2+ inflow, etc. The damage may be attenuated with some antagonists.
, 百拇医药
【Key words】 Wounds and injuries, impact Biomechanics Wound mechanism
交通事故已被认为是“世界第一公害”，全球每年因车祸致死的人数已超过70万，伤逾1500万[1]。在我国，创伤已成为城市中的第五位死因，农村中的第四位死因[2]。1997年，全国道路交通事故次数和死、伤人数分别为304 217,73 861和190 128，各为1951年的51.4，86.7和36.9倍[3]。专家们预测，到2000年，全球每年将有100万人死于车祸，受伤者将达到2000万人。此外，车祸所致的伤亡人员，其潜在性寿命损失年数(YPLL)大于任何其他疾病[4]，造成的经济损失一般为国民经济生产总值的1%～2.5%[5]。鉴于以上情况，应加强对交通事故伤的研究。笔者旨在研制供实验研究用的撞击机，建立各种撞击伤动物模型，并阐明撞击伤的发生机制。
, 百拇医药
系列生物撞击机的研制
一、BIM-I型竖式生物撞击机[6-8]
整机重6 000 kg, 由撞击塔、缓冲台和实验板三部分组成。撞击塔由角钢焊制而成，外包防风薄板。有效使用高度为36 m，最大撞击速度为22 m/s，可模拟的撞击车速为79 km/h，撞击锤质量为0.5～15 kg，下落高度为0.5～30 m。缓冲台由重约1t的台面、4根直径120 mm钢性立柱、底板、缓冲板及二次锤组成。采用撞击锤撞击二次锤以控制撞击幅度，并设计有撞击触发式反弹限制器，以防止二次锤因惯性作用对动物进行多次撞击。动物置于缓冲台内的实验板上，通过改变动物与二次锤端面的相对位置或改变实验板与二次锤下端的距离，可实现撞击部位和撞击幅度的准确控制，进行猪、犬、兔等动物的撞击伤实验。
二、BIM-II型卧式生物撞击机[7，8]
, 百拇医药
总重量约2 t，长约8 m，由高速气炮、二次锤及其机座、万向动物固定台、轮轨系统、测速系统及高压气源等构成。高速气炮实际工作压力≤10 MPa,气动阀完全开启时间约为2 ms, 炮膛内径50 mm, 长1300 mm, 炮弹出膛时最大速度理论值可达90 m/s(324 km/h), 采用二次锤的实测撞击速度为42 m/s, 相当于车速150 km/h。依动物致伤架和固定方式的不同可将撞击方式分为静态和动态两种。静态时动物受撞击后不能向后移动，便于在动物上布放许多传感器，进行生物力学测试。动态撞击时动物可沿滑轨系统滑动，有效长度3.5 m, 高1.9 m，测速系统可直接测量二次锤的撞击速度。本型撞击机采用高压气体驱动，撞击速度范围大，且连续可调，经二次锤可改变撞击压缩幅度、撞击面积及形状，测定撞击速度。本型撞击机适用于家兔等动物实验。
三、小型(BIM-Ⅲ型)生物撞击机
包括手持式微型撞击机和气动撞击机。手持式微型撞击机以弹簧产生的弹力作动力，驱动撞击棒撞击动物。气体撞击机可进行多种方式致伤：(1)依靠高压空气将活塞加速以撞击动物；(2)暴露脑组织并在其表面贴覆薄膜，用高压气直接冲击(撞击)致伤；(3)将撞击机管口与一种特制的培养皿相连，在高压气体冲击作用下培养皿底部快速膨胀变形，牵拉培养细胞致其损伤。该机由计算机控制，因而提高了致伤和数据采集的精度。
, 百拇医药
以上生物撞击机已形成系列，可以不同方式、不同速度对不同动物进行撞击实验、计算机控制致伤和数字采集。I，II型设计有二次锤的反弹装置以防多次撞击，因而在设计、功能和应用范围等方面均有其先进性。
撞击伤的研究
一、颅脑撞击伤
1. 颅脑伤的生物力学研究[9，10]: 实验动物为家兔，共54只，体重(2.55±0.24) kg，用II型撞击机致伤。二次锤重1.75 kg，直径2 cm, 以6，9和12 m/s撞击家兔枕部，位移2 cm，分别造成轻、中、重度颅脑伤。同时，另有12只家兔作为对照，共分两组，每组6只，分别接受9和12 m/s的撞击。动物头顶枕部用牙托粉固定一塑形帽盔，撞击时由于应力分散，动物头颅接近于单纯角加速运动致伤。此外，还设有3个测试组，每组6只动物，致伤前于枕大池、经枕外粗隆下枕部、额上、经视神经孔脑底植入压力传感器于硬膜外，骨窗用牙托粉封固，动物稳定后以同样条件致伤，压力值可在示波器上显示。
, 百拇医药
实验结果显示，随着撞击速度的增加，颅脑损伤程度也随之加重；撞击瞬间颅内压分布呈不均匀性，用帽盔分散撞击应力可明显减轻颅脑损伤程度。由此可见，撞击应力波在颅内产生的应力集中和角加速度运动在颅内产生的剪切应力可能是引起颅脑损伤的主要原因[9]。
此外，采用醋碳酸酯复合材料作为脑组织模拟物，建立光弹性模型，以探讨撞击过程中颅内应力分布过程。结果显示，在颅骨中，以矢状面受顶载，冠状面受顶载、颞载时的应力为最大，以矢状面受枕载时的应力最小；而在脑组织中，以矢状面、冠状面受顶载时的应力最大，以矢状面受额载时的应力最小，两者之比为3∶1。光弹性模型中所显示的应力集中区与损伤部位正相一致[10]。
2. 颅脑伤后肌酸磷酸激酶活性和循环内皮细胞的变化: 采用BIM-III型撞击机致伤大鼠右侧颅顶部，致闭合性颅脑伤。撞击机头质量802 g，撞击高度35 cm，撞击深度2 mm，撞击速度2.619 m/s。伤后检测循环内皮细胞(CEC)数和BB型肌酸磷酸激酶(CK-BB)活性，24小时活杀后测定脑含水量。结果显示, 伤后损伤组血浆CK总活性明显高于对照组，尤其伤后0.5,2,24小时最为显著(P<0.01)。脑脊液(CSF)中CK-BB活性于伤后0.5小时即有显著升高，但血浆CK-BB此时未见升高。伤后2小时无论CSF和血浆CK-BB均达峰值，CSF中CK-BB较血浆CK-BB升高更为明显(P<0.01)。伤后8和24小时CSF中CK-BB虽稍有回落，但仍高于正常值(P<0.01)，而血浆CK-BB已回至正常水平。CEC计数在伤后各时相点均显著高于正常(P<0.01)。脑水含量伤后显著增加(P<0.05)[11]。由此认为，CEC计数和CK-BB活性测定在脑损伤早期诊断中具有重要作用，其中CSF中CK-BB活性变化敏感性更高。
, http://www.100md.com
3.脑伤后脑内白介素-1β(IL-1β)、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)和血管黏附分子-1(VCAM-1)的变化：用牙钻于大鼠颅骨冠状缝后缘，中线左侧开骨窗直径5 mm，保持硬脑膜完整。落体撞击装置撞击硬膜，致局部脑挫裂伤。打击深度5 mm，打击能量3 500 g*cm。实验动物为52只大鼠，体重(200±25) g，致伤组和处理组各24只，假致伤组4只。伤后用原位杂交(ISH)、免疫细胞化学(ICC)等方法，观察脑创伤后脑内IL-1β、ICAM-1及VCAM-1的变化。结果显示，侧脑室注射重组IL-1β(rh/IL-1β)显著增加多形核粒细胞(PMN)在受伤脑组织中的浸入和聚集；而给予IL-1β多克隆抗体和N-乙酰半胱氨酸(NAC)，则明显减少PMN在受伤脑组织中的浸入和聚集，说明脑创伤后受伤脑组织中IL-1β、ICAM-1和VCAM-1的表达分泌增加与PMN在受伤脑组织中的浸入和聚集明显相关[12，13]。由此推断，脑创伤后脑内炎症反应，包括脑创伤后PMN在受伤脑组织内浸入和聚集，可能在继发性脑损伤中起重要作用。
, http://www.100md.com
4. 钙离子通道拮抗剂对颅脑撞击伤后神经元钙通道电流的影响：采用35g法码从20 cm高处坠落、撞击于硬膜外的圆锥体(直径5 mm)，圆锥体下降2 mm。实验动物为大鼠，体重(200±20) g，共26只，分对照组(鼠数=8)，创伤组(鼠数=6)，对照组+尼莫地平组(鼠数=6)，创伤+尼莫地平组(鼠数=6)。伤后分离出损伤灶边缘区及健侧相应部位神经元，用膜片钳技术的全细胞方式记录神经元钙离子通道电流。结果显示, 伤侧Ca2+电流(Ica)为(-240±46) pA, 较健侧(-143±38) pA平均增加68.5%。分别用10 mmol/L尼莫地平灌注后，伤侧下降至(-108±37) pA, 下降率为55.0%, 健侧下降至(-112±35) pA, 下降率为21.6%[14，15]。由此表明：脑创伤后Ca2+内流增加，可能为细胞内Ca2+超载的主要原因之一。尼莫地平对创伤后神经元Ca2+电流的抑制作用较正常神经元更明显，对阻止Ca2+内流，减轻神经细胞损害有一定作用[16]。
, 百拇医药
5. 肾上腺素受体的变化：家兔脑撞击伤后，脑组织中α1、β肾上腺素受体(α1-AR及β-AR)活性有明显变化。伤后24小时内，β-AR显著降低，α1-AR伤后30分钟显著增加。3小时后逐渐下降，伤后α1-AR与β-AR的比值显著增大。伤后早期阻断α1-AR可显著抑制脑水肿含水量。说明上述受体活性的变化是单胺递质参与继发性脑损伤的重要基础[17]。此外，颅脑撞击伤后肺α1-AR明显增加，β-AR持续降低。提示肺α1-AR和β-AR比例失衡引起的肺血管通透性增加，可能是神经源性肺水肿发生的主要原因[18]。
二、面神经撞击伤
实验动物为家兔，共80只，体重2.5～3.0 kg, 随机分为1，3，7，14和21天丙酸睾丸酮(TP)治疗组及相应的对照组，每组8只，以质量浓度为15g/L的戊巴比妥钠30 mg/kg耳缘静脉麻醉，暴露右侧面神经主干，在茎乳孔远端1 cm处用BIM-II型撞击机致伤，锤重1.5kg，撞击速度为10 m/s，撞击面积为0.78 cm2, 撞击压缩幅度为1 cm。伤后采用抗生蛋白链菌素-过氧化酶(streptavidin -peroxidase, SP)法免疫染色和电镜观察。结果显示，伤后第1天，伤侧面神经核内生长相关蛋白(GAP43)样免疫反应性神经元(GLIN)开始增多，第14天达到高峰，第21天逐渐下降。TP治疗组各时相点GLIN的增多明显高于对照组。与对照组相比，伤后第21天TP组面神经干电镜观察，可见较多的新生髓鞘。由此证明，TP治疗能促进伤后面神经核内GLIN的合成，提示有助于面神经损伤后的修复与再生[19，20]。
, http://www.100md.com
三、胸部撞击伤
1.家兔64只，体重(2.28±0.42) kg，分准静态正向(18只)，准静态侧向(14只)，动态正向(18只)，动态侧向(14只)4组。动物常规静脉麻醉后采用BIM-II型撞击机致伤，撞击速度8～16 m/s，二次锤质量1.5 kg，撞击面积78.5 mm2，压缩幅度为撞击轴线上胸部直径的16%～45%，撞击时相为吸气末。静态致伤时动物被固定在致伤架上，动物受到撞击时不能向前移动；动态致伤时动物被固定于滑车上，受撞击后可随滑车向前自由滑动。正向撞击时致伤部位为心前区；侧向撞击时致伤部位选择在右侧腋中线与第4肋间的交界处。
2.犬28只，分动态致伤组与静态致伤组。动态致伤组动物17只，体重(11.47±0.8) kg，以质量浓度为15g/L的戊巴比妥钠麻醉(30 mg/kg)。II型撞击机致伤，二次锤质量1.5 kg，撞击面直径5 cm，撞击点为左胸壁第5肋间与锁骨中线交汇点处。撞击速度为7.14～19.05 m/s，压缩幅度为呼吸幅度的50%。静态致伤组动物11只，体重(11.53±0.92) kg，动物侧向固定于挡板前。二次锤撞击速度为16 m/s，压缩幅度为胸部侧位呼吸幅度24%，其余致伤条件与动态致伤组相同。实验结果如下：(1)胸部撞击物理参数(撞击速度、能量、撞击力、压缩幅度)与胸部动力学响应参数(变形、变形速度、黏性响应)间存在正相关指数或对数函数关系；(2)在各种物理参数中，胸部的黏性标准与胸部伤情的相关性最好，二者间呈“S”形曲线关系。当变形量较小而撞击速度相对较高时，损伤类型由撞击伤逐渐演变为“冲击型”损伤(“blast ”type injury)，损伤主要由高速冲击作用所引起，变形速度是影响伤情的主要因素。当撞击速度较低(变形速度也较低)而变形量相对较大时，损伤形式则演变成为“挤压型”损伤(“crushing” type injury)，损伤主要因挤压作用引起，变形量成为影响伤情的主要因素；(3)活体测试条件下显示撞击过程中胸腔内的压力分布是不均匀的。肺组织各部位的伤情与压力值有较好的对应关系。在应力波相互叠加的部位出现“应力集中”，以撞击点处胸膜腔的压力最高，其次是左肺门和左肺；(4)撞击速度较低时，肺门区损伤程度重于肺泡区。撞击速度较高时，肺泡区损伤程度重于肺门区；左、右侧肺损伤伤情比值随撞击速度与压缩标准乘积的增大而逐渐减小。心肺损伤程度与撞击速度和压缩标准的乘积密切相关，肋骨损伤程度主要与压缩标准有关；(5)与准静态撞击方式相比，动态撞击方式下动物各部位及整体伤情明显减轻，左右侧肺和左右侧肋骨损伤伤情比值增大，动物本身运动无挡板限制，应力波在由胸壁传出进入空气界质时反射小可能是引起上述损伤的原因；(6)撞击伤后出现心功能减弱及相应的一系列血流动力学变化，其原因主要与心肌损伤所致的收缩力减弱有关。伤后心电图显示心率减慢、心动过缓、ST段抬高或压低、多源性早搏(房性、室上性或室性)、心脏窦性停搏、室上性或室性节律等变化。呼吸阻力于伤后显著升高，肺顺应性下降。呼吸频率加快、流率压力增大、消耗功能增加等变化可能是伤后机体氧耗量增大、气体交换能力减弱的一种代偿机制。肺损伤以出血、水肿为主，严重者出现肺深层出血和撕裂。肺含水量、心脏损伤以心内膜下出血最常见，其次是心肌出血、心室破裂。光镜下可见心肌纤维变性和撕裂，电镜下可见心肌超微结构损害。动物死亡原因与肺严重出血、水肿，心脏损伤、心脏传导系统功能障碍所致的呼吸循环衰竭有关；(7)在撞击部位胸壁上安装弹性软垫可有效地延长撞击力作用时间，减少瞬时撞击力，存储部分撞击能量，显著地减轻了损伤程度。通过增大撞击面积来减轻伤情的效果则不够理想[21-28]。
, 百拇医药
讨 论
撞击伤是交通事故中最常见的伤类。此外，在平时和战时，还可因高处坠落、钝器打击等引起撞击伤。因此，撞击伤的研究受到了各国的重视。
为了开展撞击伤的实验研究，必须有相应的设备。为此，我们研究了竖式、卧式和小型生物撞击机。与国内外[29-31]已知的生物撞击机相比，本系列撞击机有以下优点：(1)系列化，可进行不同方式(动态、准静态)、不同速度(理论值90 m/s以内，实测值42m/s以内)、不同动物(猪、犬、兔、鼠、人尸体脊柱)以至培养细胞的致伤实验。(2)二次锤反弹装置可确保致伤准确可靠。(3)数字采集和致伤时的时相控制已计算机化。因此，它可较好地满足撞击伤动物实验的需求。
颅脑撞击伤的生物力学显示，颅内出现的应力集中和角加速度运动在颅内产生的剪切力可能是发生颅脑伤的主要原因，这在光弹性模型的观察中也得到了证明。
, 百拇医药
对继发性损伤的研究证明，脑撞击伤后脑组织和肺组织内IL-1、ICAM-1和VCAM-1表达分泌增多，并有内皮细胞损伤，多形核粒细胞在脑伤侧浸入、聚集，产生并释放大量炎性介质和自由基导致脑组织瀑布样炎症性损伤。因此，抗炎治疗(IL-1β多克隆抗体和N-乙酰半胱酸)是颅脑创伤及其肺部并发症治疗的有效途径。
本研究证实，颅脑伤后钙通道处于开放状态，Ca2+增加，使神经细胞Ca2+超载，兴奋性氨基酸释放增加，给予钙通道阻断剂尼莫地平则有减轻脑损伤的作用，这与文献[32，33]报道一致。Feden等[33]曾报告，中度液压脑创伤后受伤区谷氨酸和天门冬氨酸含量分别升高282% 和273%。重度液压脑创伤后则分别升高940%和1 849%。表明颅脑伤后脑组织兴奋性氨基酸升高确与伤情密切相关。
本研究还显示，颅脑伤后脑组织和肺组织的α1-AR上调和β-AR下调，同时出现脑、肺组织的含水量增加，应用α1-AR阻断剂可抑制脑的含水量，应用β-AR阻断剂可增加脑的含水量。
, 百拇医药
通过多点测试和数据分析后证明，胸部撞击后，撞击物理参数(撞击速度、撞击力等)与胸部动力学响应参数(变形量、变形速度等)间存在正相关指数或对数函数关系，胸部黏性标准与胸部伤情的相关性最好，在应力波相互叠加的部位出现“应力集中”。国外文献[34-36]曾有零星报道，但在本研究中首次对此作了较系统的测试和证明。
*本研究获1999年度全军科技进步一等奖
参考文献
1 王正国.道路交通事故伤研究进展. 医学进展， 1996, 1:5-8.
2 蔡仁华,刘盖清，主编.中国卫生年鉴(1996). 第1版.北京：人民卫生出版社， 1996. 413.
3 公安部交通管理局编.中华人民共和国道路交通事故统计资料汇编(1998).北京, 1998.6-7.
, 百拇医药
4 Evans L. Traffic safety and the driver. Proceedings of the 14th World Congress of IAATM. Singapore, 1995. 13-16.
5 段里仁,主编.道路交通事故概论. 第1版.北京: 中国人民公安大学出版社, 1997.30.
6 孙立英, 王正国. BIM-I型立式生物撞击机的研制. 首届全国交通事故伤会议论文摘要汇编. 成都, 1992. 166-167.
7 孙立英, 王正国. BIM-II型卧式生物撞击机的研制. 首届全国交通事故伤会议论文摘要汇编. 成都, 1992. 165-166.
8 孙立英, 李晓炎, 王正国. BIM-I型和II型生物撞击机的研制. 中华创伤杂志, 1993, 9:114-115.
, 百拇医药
9 杨志林, 杨志焕, 王正国, 等. 一种颅脑对冲伤的实验动物模型及其致伤机理的研究. 中华创伤杂志, 1995， 11增刊:1-3.
10 宋锦良, 姜燕平, 王正国, 等. 颅脑受撞击时的动态光弹性分析. 实验力学, 1998, 13:277-282.
11 朱佩芳,周继红, 金榕兵, 等. 颅脑损伤后肌酸磷酸激酶活性和循环内皮细胞变化.中华创伤杂志，1997，13∶161-163.
12 朱刚, 王正国, 朱佩芳,等. 脑创伤脑内IL-1β细胞间粘附分子-1、血管细胞粘附分子-1的变化. 中华创伤杂志, 1998, 14:96-98.
13 朱刚, 王宪荣, 王正国, 等. 脑创伤早期炎性损伤机理与继发性脑损伤关系的实验研究. 第三军医大学学报， 1997, 19:316.
, 百拇医药
14 宁可, 王正国, 陈长才. 钙离子通道拮抗剂对颅脑撞击伤后神经元钙通道电流的影响. 中华创伤杂志， 1996, 12:157-158.
15 宁可, 王正国, 朱佩芳, 等. 脑伤早期神经细胞钙通道变化及其机理研究. 第三军医大学学报, 1996, 18:353.
16 Ning K, Wang ZG, Chen CC, et al. Effrects of nimodipine on calcium currents in cortical neurons after impacting brain injury. Chin J Traumatol, 1998, 14: 17-19.
17 杨志林, 杨志焕, 朱佩芳, 等. 脑创伤后脑组织中α1及β肾上腺素受体活性的改变及其意义的研究. 中华神经外科杂志, 1995, 11:341-343.
, 百拇医药
18 杨志焕, 杨志林, 王正国, 等. 颅脑撞击伤后神经源性肺水肿发生机理的实验研究. 中华创伤杂志, 1995, 11:82-84.
19 姜燕平,王正国, 刘宝松, 等. 面神经撞击伤实验模型. 第三军医大学学报, 1997, 19:275-276.
20 姜燕平,王正国, 朱佩芳,等. 家兔神经撞击伤后生长相关蛋白的变化及丙酸睾丸酮治疗的影响. 中华创伤杂志, 1997, 13:260-362.
21 刘宝松, 王正国, 杨志焕, 等. 准静态撞击方式下胸部粘性损伤标准与肺损伤的关系. 中华创伤杂志, 1996, 12:147-150.
22 刘宝松, 王正国, 翁格文, 等. 胸部撞击时胸壁的动力学响应及心脏损伤. 第三军医大学学报, 1998, 20:415-418.
, 百拇医药
23 Liu BS, Wang ZG, Li XY, et al. Pathologic study of thoracic impact injury involving a movable impact pattern. J Trauma, 1996, 40(3 Suppl): 75-76.
24 Liu BS, Wang ZG, Leng HG, et al. Pathologic study of thoracic impact injury involving a relatively static impact pattern. J Trauma, 1996, 40( 3 suppl)∶85-89.
25 Liu BS, Wang ZG, Leng HG, et al. Relationship between the dynamic parameters and injury severity of chest subjected to impact. J Trauma, 1996, 40( 3 suppl)∶71-74.
, http://www.100md.com
26 Liu BS, Wang ZG, Leng HG, et al. Studies on the mechanisms of stress wave propagation in the chest subjected to impact and lung injuries. J Trauma, 1996, 40( 3 suppl)∶ 53-55.
27 Liu BS, Wang ZG, Yang ZH, et al. Experimental studies on the hemodynamic changes after thoracic impact injury. J Trauma, 1996, 40( 3 suppl)∶ 68-70.
28 Wang ZG, Liu BS, Sun LY, et al. A study on mechanism of thoracic impact injury. International Review of the Armed Forces Medical Services , 1996, 69(7-9): 230-236.
, 百拇医药
29 Viano CD, Can IV, Asbury C, et al. Biomechanics of the human chest abdomen and pelvis in lateral impact. Acid Anal Prev， 1989,21:553-574.
30 Clemedson CJ , Jonsson A. A machine for producing controlled mechanical impacts in biological systems amenable to theoretical analysis. Forsvars Medicin, 1974, 1:29-43
31 赵李川, 李开宗, 高志清, 等. 一种致腹部实质脏器闭合性创伤动物模型的简便小型撞击器. 第四军医大学学报, 1996, 16:240.
32 江基尧, 朱诚. 现代脑损伤. 第1版.上海: 上海科学技术文献出版社, 1995. 6-16, 40-49.
, 百拇医药
33 Feden AI, Demediuk P, Pater SS. The role of excitatory amino acids and NMDA receptors in traumatic brain injury. Science, 1989, 244:798-800.
34 Cooper G. Biophysics of impact injury to the chest and abdomen. J R Army Med Corps, 1989, 135:58-67.
35 Lau VK, Viano DC. Influence of impact velocity and chest compression on experimental pulmonary injury severity in rabbits. J Trauma, 1981, 21:1022-1028.
36 Yen RT, Fung YC, Liu SQ. Trauma of lung due to impact load. J Biomech, 1988, 21:745-753.
收稿日期：1999-04-09
修稿日期：1999-05-13, 百拇医药
单位：400042 重庆，第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所
关键词：创伤和损伤，撞击；生物力学；损伤机制
中华创伤杂志990417 【摘要】 目的 对10年来有关生物撞击机的研制及撞击伤发生机制的研究作一回顾和系统总结。方法 系统整理以往的研究资料，就一些主要问题进行分析总结。结果 (1)研制了BIM-Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型生物撞击机，可以不同方式、不同速度对不同动物进行撞击实验。(2)建立光弹性模型，探讨了撞击后颅内应力分布过程，证明应力集中区与损伤部位一致。(3)证明循环内皮细胞计数和肌酸磷酸激酶(CK-BB)活性测定在脑损伤早期有诊断意义。(4)脑创伤后脑内出现炎症反应，多形核粒细胞(PMN)浸入和聚集可能在脑继发损伤中起重要作用。(5)脑创伤后Ca2+内流增加，尼莫地平可阻止Ca2+内流，减轻神经细胞损伤。(6)丙酸睾丸酮能促进伤后面神经核内生长相关蛋白(GAP43)的合成，有助于面神经损伤后的修复与再生。(7)胸部撞击伤研究证明，胸部的黏性标准与胸部伤情的相关性最好，变形速度是影响伤情的主要因素。结论 撞击伤是交通事故中最常见的伤类，原发损伤是应力传至体内和应力集中于损伤部位的结果。继发性损伤的机制十分复杂，如出现炎症反应，CK-BB等许多酶活性增强，细胞内Ca2+超载等，采取相应的拮抗剂可不同程度地减轻损伤。
, http://www.100md.com
Development of Biological Impact Machine and the Study
on the Mechanism of Impact Injury
WANG Zhengguo, SUN Liying, LIU Baosong, et al.
Research Institute of Surgery, Third Military Medical University, Chongqing 400042
【Abstract】 Objective Looking back to and systemically summing up the research on the development of biomechanical machines and mechanism on impact injury in the past ten years. Methods Looking up previous technical data on research of impact injury, analyzing and summing up some main results. Results (1)Three types (Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ) of biomechanical machines were developed. They may inflict impact injuries on different experimental animals with different ways and speeds.(2)Light-elastic model was established for the research on impacted cerebral injury.The stress distribution in the cranium after impact was observed.It indicted that the stress concentration area was consistent with the injured one.(3)Determination of circulating endothelial cells count and CK-BB activities were useful for the diagnosis of early cerebral injury.(4)There appeared inflammatory response after brain injury. Invasion and accumulation of PMN might play an important role in the development of cerebral secondary injury.(5)There occurred increase of cellular Ca2+ inflow after injury. Nimodipine might prevent Ca2+ inflow.(6)Testosterone propionate (TP) accelerated the synthesis of GAP43 growth related protein and was of benefit to the repair and regeneration of injured facial nerves.(7)It indicated that viscous criterion was closely related to the severity of chest impact injury, and deformation velocity was the most important factor for injuring. Conclusions Impact injury is one of the commonest type of traffic injuries. Primary impact injury is the result of stress propagation and stress concentration in injured regions, while the mechanism of secondary injury is very complicated, such as inflammatory response, increase of activities in some enzymes, such as CK-BB, and overload of cellular Ca2+ inflow, etc. The damage may be attenuated with some antagonists.
, 百拇医药
【Key words】 Wounds and injuries, impact Biomechanics Wound mechanism
交通事故已被认为是“世界第一公害”，全球每年因车祸致死的人数已超过70万，伤逾1500万[1]。在我国，创伤已成为城市中的第五位死因，农村中的第四位死因[2]。1997年，全国道路交通事故次数和死、伤人数分别为304 217,73 861和190 128，各为1951年的51.4，86.7和36.9倍[3]。专家们预测，到2000年，全球每年将有100万人死于车祸，受伤者将达到2000万人。此外，车祸所致的伤亡人员，其潜在性寿命损失年数(YPLL)大于任何其他疾病[4]，造成的经济损失一般为国民经济生产总值的1%～2.5%[5]。鉴于以上情况，应加强对交通事故伤的研究。笔者旨在研制供实验研究用的撞击机，建立各种撞击伤动物模型，并阐明撞击伤的发生机制。
, 百拇医药
系列生物撞击机的研制
一、BIM-I型竖式生物撞击机[6-8]
整机重6 000 kg, 由撞击塔、缓冲台和实验板三部分组成。撞击塔由角钢焊制而成，外包防风薄板。有效使用高度为36 m，最大撞击速度为22 m/s，可模拟的撞击车速为79 km/h，撞击锤质量为0.5～15 kg，下落高度为0.5～30 m。缓冲台由重约1t的台面、4根直径120 mm钢性立柱、底板、缓冲板及二次锤组成。采用撞击锤撞击二次锤以控制撞击幅度，并设计有撞击触发式反弹限制器，以防止二次锤因惯性作用对动物进行多次撞击。动物置于缓冲台内的实验板上，通过改变动物与二次锤端面的相对位置或改变实验板与二次锤下端的距离，可实现撞击部位和撞击幅度的准确控制，进行猪、犬、兔等动物的撞击伤实验。
二、BIM-II型卧式生物撞击机[7，8]
, 百拇医药
总重量约2 t，长约8 m，由高速气炮、二次锤及其机座、万向动物固定台、轮轨系统、测速系统及高压气源等构成。高速气炮实际工作压力≤10 MPa,气动阀完全开启时间约为2 ms, 炮膛内径50 mm, 长1300 mm, 炮弹出膛时最大速度理论值可达90 m/s(324 km/h), 采用二次锤的实测撞击速度为42 m/s, 相当于车速150 km/h。依动物致伤架和固定方式的不同可将撞击方式分为静态和动态两种。静态时动物受撞击后不能向后移动，便于在动物上布放许多传感器，进行生物力学测试。动态撞击时动物可沿滑轨系统滑动，有效长度3.5 m, 高1.9 m，测速系统可直接测量二次锤的撞击速度。本型撞击机采用高压气体驱动，撞击速度范围大，且连续可调，经二次锤可改变撞击压缩幅度、撞击面积及形状，测定撞击速度。本型撞击机适用于家兔等动物实验。
三、小型(BIM-Ⅲ型)生物撞击机
包括手持式微型撞击机和气动撞击机。手持式微型撞击机以弹簧产生的弹力作动力，驱动撞击棒撞击动物。气体撞击机可进行多种方式致伤：(1)依靠高压空气将活塞加速以撞击动物；(2)暴露脑组织并在其表面贴覆薄膜，用高压气直接冲击(撞击)致伤；(3)将撞击机管口与一种特制的培养皿相连，在高压气体冲击作用下培养皿底部快速膨胀变形，牵拉培养细胞致其损伤。该机由计算机控制，因而提高了致伤和数据采集的精度。
, 百拇医药
以上生物撞击机已形成系列，可以不同方式、不同速度对不同动物进行撞击实验、计算机控制致伤和数字采集。I，II型设计有二次锤的反弹装置以防多次撞击，因而在设计、功能和应用范围等方面均有其先进性。
撞击伤的研究
一、颅脑撞击伤
1. 颅脑伤的生物力学研究[9，10]: 实验动物为家兔，共54只，体重(2.55±0.24) kg，用II型撞击机致伤。二次锤重1.75 kg，直径2 cm, 以6，9和12 m/s撞击家兔枕部，位移2 cm，分别造成轻、中、重度颅脑伤。同时，另有12只家兔作为对照，共分两组，每组6只，分别接受9和12 m/s的撞击。动物头顶枕部用牙托粉固定一塑形帽盔，撞击时由于应力分散，动物头颅接近于单纯角加速运动致伤。此外，还设有3个测试组，每组6只动物，致伤前于枕大池、经枕外粗隆下枕部、额上、经视神经孔脑底植入压力传感器于硬膜外，骨窗用牙托粉封固，动物稳定后以同样条件致伤，压力值可在示波器上显示。
, 百拇医药
实验结果显示，随着撞击速度的增加，颅脑损伤程度也随之加重；撞击瞬间颅内压分布呈不均匀性，用帽盔分散撞击应力可明显减轻颅脑损伤程度。由此可见，撞击应力波在颅内产生的应力集中和角加速度运动在颅内产生的剪切应力可能是引起颅脑损伤的主要原因[9]。
此外，采用醋碳酸酯复合材料作为脑组织模拟物，建立光弹性模型，以探讨撞击过程中颅内应力分布过程。结果显示，在颅骨中，以矢状面受顶载，冠状面受顶载、颞载时的应力为最大，以矢状面受枕载时的应力最小；而在脑组织中，以矢状面、冠状面受顶载时的应力最大，以矢状面受额载时的应力最小，两者之比为3∶1。光弹性模型中所显示的应力集中区与损伤部位正相一致[10]。
2. 颅脑伤后肌酸磷酸激酶活性和循环内皮细胞的变化: 采用BIM-III型撞击机致伤大鼠右侧颅顶部，致闭合性颅脑伤。撞击机头质量802 g，撞击高度35 cm，撞击深度2 mm，撞击速度2.619 m/s。伤后检测循环内皮细胞(CEC)数和BB型肌酸磷酸激酶(CK-BB)活性，24小时活杀后测定脑含水量。结果显示, 伤后损伤组血浆CK总活性明显高于对照组，尤其伤后0.5,2,24小时最为显著(P<0.01)。脑脊液(CSF)中CK-BB活性于伤后0.5小时即有显著升高，但血浆CK-BB此时未见升高。伤后2小时无论CSF和血浆CK-BB均达峰值，CSF中CK-BB较血浆CK-BB升高更为明显(P<0.01)。伤后8和24小时CSF中CK-BB虽稍有回落，但仍高于正常值(P<0.01)，而血浆CK-BB已回至正常水平。CEC计数在伤后各时相点均显著高于正常(P<0.01)。脑水含量伤后显著增加(P<0.05)[11]。由此认为，CEC计数和CK-BB活性测定在脑损伤早期诊断中具有重要作用，其中CSF中CK-BB活性变化敏感性更高。
, http://www.100md.com
3.脑伤后脑内白介素-1β(IL-1β)、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)和血管黏附分子-1(VCAM-1)的变化：用牙钻于大鼠颅骨冠状缝后缘，中线左侧开骨窗直径5 mm，保持硬脑膜完整。落体撞击装置撞击硬膜，致局部脑挫裂伤。打击深度5 mm，打击能量3 500 g*cm。实验动物为52只大鼠，体重(200±25) g，致伤组和处理组各24只，假致伤组4只。伤后用原位杂交(ISH)、免疫细胞化学(ICC)等方法，观察脑创伤后脑内IL-1β、ICAM-1及VCAM-1的变化。结果显示，侧脑室注射重组IL-1β(rh/IL-1β)显著增加多形核粒细胞(PMN)在受伤脑组织中的浸入和聚集；而给予IL-1β多克隆抗体和N-乙酰半胱氨酸(NAC)，则明显减少PMN在受伤脑组织中的浸入和聚集，说明脑创伤后受伤脑组织中IL-1β、ICAM-1和VCAM-1的表达分泌增加与PMN在受伤脑组织中的浸入和聚集明显相关[12，13]。由此推断，脑创伤后脑内炎症反应，包括脑创伤后PMN在受伤脑组织内浸入和聚集，可能在继发性脑损伤中起重要作用。
, http://www.100md.com
4. 钙离子通道拮抗剂对颅脑撞击伤后神经元钙通道电流的影响：采用35g法码从20 cm高处坠落、撞击于硬膜外的圆锥体(直径5 mm)，圆锥体下降2 mm。实验动物为大鼠，体重(200±20) g，共26只，分对照组(鼠数=8)，创伤组(鼠数=6)，对照组+尼莫地平组(鼠数=6)，创伤+尼莫地平组(鼠数=6)。伤后分离出损伤灶边缘区及健侧相应部位神经元，用膜片钳技术的全细胞方式记录神经元钙离子通道电流。结果显示, 伤侧Ca2+电流(Ica)为(-240±46) pA, 较健侧(-143±38) pA平均增加68.5%。分别用10 mmol/L尼莫地平灌注后，伤侧下降至(-108±37) pA, 下降率为55.0%, 健侧下降至(-112±35) pA, 下降率为21.6%[14，15]。由此表明：脑创伤后Ca2+内流增加，可能为细胞内Ca2+超载的主要原因之一。尼莫地平对创伤后神经元Ca2+电流的抑制作用较正常神经元更明显，对阻止Ca2+内流，减轻神经细胞损害有一定作用[16]。
, 百拇医药
5. 肾上腺素受体的变化：家兔脑撞击伤后，脑组织中α1、β肾上腺素受体(α1-AR及β-AR)活性有明显变化。伤后24小时内，β-AR显著降低，α1-AR伤后30分钟显著增加。3小时后逐渐下降，伤后α1-AR与β-AR的比值显著增大。伤后早期阻断α1-AR可显著抑制脑水肿含水量。说明上述受体活性的变化是单胺递质参与继发性脑损伤的重要基础[17]。此外，颅脑撞击伤后肺α1-AR明显增加，β-AR持续降低。提示肺α1-AR和β-AR比例失衡引起的肺血管通透性增加，可能是神经源性肺水肿发生的主要原因[18]。
二、面神经撞击伤
实验动物为家兔，共80只，体重2.5～3.0 kg, 随机分为1，3，7，14和21天丙酸睾丸酮(TP)治疗组及相应的对照组，每组8只，以质量浓度为15g/L的戊巴比妥钠30 mg/kg耳缘静脉麻醉，暴露右侧面神经主干，在茎乳孔远端1 cm处用BIM-II型撞击机致伤，锤重1.5kg，撞击速度为10 m/s，撞击面积为0.78 cm2, 撞击压缩幅度为1 cm。伤后采用抗生蛋白链菌素-过氧化酶(streptavidin -peroxidase, SP)法免疫染色和电镜观察。结果显示，伤后第1天，伤侧面神经核内生长相关蛋白(GAP43)样免疫反应性神经元(GLIN)开始增多，第14天达到高峰，第21天逐渐下降。TP治疗组各时相点GLIN的增多明显高于对照组。与对照组相比，伤后第21天TP组面神经干电镜观察，可见较多的新生髓鞘。由此证明，TP治疗能促进伤后面神经核内GLIN的合成，提示有助于面神经损伤后的修复与再生[19，20]。
, http://www.100md.com
三、胸部撞击伤
1.家兔64只，体重(2.28±0.42) kg，分准静态正向(18只)，准静态侧向(14只)，动态正向(18只)，动态侧向(14只)4组。动物常规静脉麻醉后采用BIM-II型撞击机致伤，撞击速度8～16 m/s，二次锤质量1.5 kg，撞击面积78.5 mm2，压缩幅度为撞击轴线上胸部直径的16%～45%，撞击时相为吸气末。静态致伤时动物被固定在致伤架上，动物受到撞击时不能向前移动；动态致伤时动物被固定于滑车上，受撞击后可随滑车向前自由滑动。正向撞击时致伤部位为心前区；侧向撞击时致伤部位选择在右侧腋中线与第4肋间的交界处。
2.犬28只，分动态致伤组与静态致伤组。动态致伤组动物17只，体重(11.47±0.8) kg，以质量浓度为15g/L的戊巴比妥钠麻醉(30 mg/kg)。II型撞击机致伤，二次锤质量1.5 kg，撞击面直径5 cm，撞击点为左胸壁第5肋间与锁骨中线交汇点处。撞击速度为7.14～19.05 m/s，压缩幅度为呼吸幅度的50%。静态致伤组动物11只，体重(11.53±0.92) kg，动物侧向固定于挡板前。二次锤撞击速度为16 m/s，压缩幅度为胸部侧位呼吸幅度24%，其余致伤条件与动态致伤组相同。实验结果如下：(1)胸部撞击物理参数(撞击速度、能量、撞击力、压缩幅度)与胸部动力学响应参数(变形、变形速度、黏性响应)间存在正相关指数或对数函数关系；(2)在各种物理参数中，胸部的黏性标准与胸部伤情的相关性最好，二者间呈“S”形曲线关系。当变形量较小而撞击速度相对较高时，损伤类型由撞击伤逐渐演变为“冲击型”损伤(“blast ”type injury)，损伤主要由高速冲击作用所引起，变形速度是影响伤情的主要因素。当撞击速度较低(变形速度也较低)而变形量相对较大时，损伤形式则演变成为“挤压型”损伤(“crushing” type injury)，损伤主要因挤压作用引起，变形量成为影响伤情的主要因素；(3)活体测试条件下显示撞击过程中胸腔内的压力分布是不均匀的。肺组织各部位的伤情与压力值有较好的对应关系。在应力波相互叠加的部位出现“应力集中”，以撞击点处胸膜腔的压力最高，其次是左肺门和左肺；(4)撞击速度较低时，肺门区损伤程度重于肺泡区。撞击速度较高时，肺泡区损伤程度重于肺门区；左、右侧肺损伤伤情比值随撞击速度与压缩标准乘积的增大而逐渐减小。心肺损伤程度与撞击速度和压缩标准的乘积密切相关，肋骨损伤程度主要与压缩标准有关；(5)与准静态撞击方式相比，动态撞击方式下动物各部位及整体伤情明显减轻，左右侧肺和左右侧肋骨损伤伤情比值增大，动物本身运动无挡板限制，应力波在由胸壁传出进入空气界质时反射小可能是引起上述损伤的原因；(6)撞击伤后出现心功能减弱及相应的一系列血流动力学变化，其原因主要与心肌损伤所致的收缩力减弱有关。伤后心电图显示心率减慢、心动过缓、ST段抬高或压低、多源性早搏(房性、室上性或室性)、心脏窦性停搏、室上性或室性节律等变化。呼吸阻力于伤后显著升高，肺顺应性下降。呼吸频率加快、流率压力增大、消耗功能增加等变化可能是伤后机体氧耗量增大、气体交换能力减弱的一种代偿机制。肺损伤以出血、水肿为主，严重者出现肺深层出血和撕裂。肺含水量、心脏损伤以心内膜下出血最常见，其次是心肌出血、心室破裂。光镜下可见心肌纤维变性和撕裂，电镜下可见心肌超微结构损害。动物死亡原因与肺严重出血、水肿，心脏损伤、心脏传导系统功能障碍所致的呼吸循环衰竭有关；(7)在撞击部位胸壁上安装弹性软垫可有效地延长撞击力作用时间，减少瞬时撞击力，存储部分撞击能量，显著地减轻了损伤程度。通过增大撞击面积来减轻伤情的效果则不够理想[21-28]。
, 百拇医药
讨 论
撞击伤是交通事故中最常见的伤类。此外，在平时和战时，还可因高处坠落、钝器打击等引起撞击伤。因此，撞击伤的研究受到了各国的重视。
为了开展撞击伤的实验研究，必须有相应的设备。为此，我们研究了竖式、卧式和小型生物撞击机。与国内外[29-31]已知的生物撞击机相比，本系列撞击机有以下优点：(1)系列化，可进行不同方式(动态、准静态)、不同速度(理论值90 m/s以内，实测值42m/s以内)、不同动物(猪、犬、兔、鼠、人尸体脊柱)以至培养细胞的致伤实验。(2)二次锤反弹装置可确保致伤准确可靠。(3)数字采集和致伤时的时相控制已计算机化。因此，它可较好地满足撞击伤动物实验的需求。
颅脑撞击伤的生物力学显示，颅内出现的应力集中和角加速度运动在颅内产生的剪切力可能是发生颅脑伤的主要原因，这在光弹性模型的观察中也得到了证明。
, 百拇医药
对继发性损伤的研究证明，脑撞击伤后脑组织和肺组织内IL-1、ICAM-1和VCAM-1表达分泌增多，并有内皮细胞损伤，多形核粒细胞在脑伤侧浸入、聚集，产生并释放大量炎性介质和自由基导致脑组织瀑布样炎症性损伤。因此，抗炎治疗(IL-1β多克隆抗体和N-乙酰半胱酸)是颅脑创伤及其肺部并发症治疗的有效途径。
本研究证实，颅脑伤后钙通道处于开放状态，Ca2+增加，使神经细胞Ca2+超载，兴奋性氨基酸释放增加，给予钙通道阻断剂尼莫地平则有减轻脑损伤的作用，这与文献[32，33]报道一致。Feden等[33]曾报告，中度液压脑创伤后受伤区谷氨酸和天门冬氨酸含量分别升高282% 和273%。重度液压脑创伤后则分别升高940%和1 849%。表明颅脑伤后脑组织兴奋性氨基酸升高确与伤情密切相关。
本研究还显示，颅脑伤后脑组织和肺组织的α1-AR上调和β-AR下调，同时出现脑、肺组织的含水量增加，应用α1-AR阻断剂可抑制脑的含水量，应用β-AR阻断剂可增加脑的含水量。
, 百拇医药
通过多点测试和数据分析后证明，胸部撞击后，撞击物理参数(撞击速度、撞击力等)与胸部动力学响应参数(变形量、变形速度等)间存在正相关指数或对数函数关系，胸部黏性标准与胸部伤情的相关性最好，在应力波相互叠加的部位出现“应力集中”。国外文献[34-36]曾有零星报道，但在本研究中首次对此作了较系统的测试和证明。
*本研究获1999年度全军科技进步一等奖
参考文献
1 王正国.道路交通事故伤研究进展. 医学进展， 1996, 1:5-8.
2 蔡仁华,刘盖清，主编.中国卫生年鉴(1996). 第1版.北京：人民卫生出版社， 1996. 413.
3 公安部交通管理局编.中华人民共和国道路交通事故统计资料汇编(1998).北京, 1998.6-7.
, 百拇医药
4 Evans L. Traffic safety and the driver. Proceedings of the 14th World Congress of IAATM. Singapore, 1995. 13-16.
5 段里仁,主编.道路交通事故概论. 第1版.北京: 中国人民公安大学出版社, 1997.30.
6 孙立英, 王正国. BIM-I型立式生物撞击机的研制. 首届全国交通事故伤会议论文摘要汇编. 成都, 1992. 166-167.
7 孙立英, 王正国. BIM-II型卧式生物撞击机的研制. 首届全国交通事故伤会议论文摘要汇编. 成都, 1992. 165-166.
8 孙立英, 李晓炎, 王正国. BIM-I型和II型生物撞击机的研制. 中华创伤杂志, 1993, 9:114-115.
, 百拇医药
9 杨志林, 杨志焕, 王正国, 等. 一种颅脑对冲伤的实验动物模型及其致伤机理的研究. 中华创伤杂志, 1995， 11增刊:1-3.
10 宋锦良, 姜燕平, 王正国, 等. 颅脑受撞击时的动态光弹性分析. 实验力学, 1998, 13:277-282.
11 朱佩芳,周继红, 金榕兵, 等. 颅脑损伤后肌酸磷酸激酶活性和循环内皮细胞变化.中华创伤杂志，1997，13∶161-163.
12 朱刚, 王正国, 朱佩芳,等. 脑创伤脑内IL-1β细胞间粘附分子-1、血管细胞粘附分子-1的变化. 中华创伤杂志, 1998, 14:96-98.
13 朱刚, 王宪荣, 王正国, 等. 脑创伤早期炎性损伤机理与继发性脑损伤关系的实验研究. 第三军医大学学报， 1997, 19:316.
, 百拇医药
14 宁可, 王正国, 陈长才. 钙离子通道拮抗剂对颅脑撞击伤后神经元钙通道电流的影响. 中华创伤杂志， 1996, 12:157-158.
15 宁可, 王正国, 朱佩芳, 等. 脑伤早期神经细胞钙通道变化及其机理研究. 第三军医大学学报, 1996, 18:353.
16 Ning K, Wang ZG, Chen CC, et al. Effrects of nimodipine on calcium currents in cortical neurons after impacting brain injury. Chin J Traumatol, 1998, 14: 17-19.
17 杨志林, 杨志焕, 朱佩芳, 等. 脑创伤后脑组织中α1及β肾上腺素受体活性的改变及其意义的研究. 中华神经外科杂志, 1995, 11:341-343.
, 百拇医药
18 杨志焕, 杨志林, 王正国, 等. 颅脑撞击伤后神经源性肺水肿发生机理的实验研究. 中华创伤杂志, 1995, 11:82-84.
19 姜燕平,王正国, 刘宝松, 等. 面神经撞击伤实验模型. 第三军医大学学报, 1997, 19:275-276.
20 姜燕平,王正国, 朱佩芳,等. 家兔神经撞击伤后生长相关蛋白的变化及丙酸睾丸酮治疗的影响. 中华创伤杂志, 1997, 13:260-362.
21 刘宝松, 王正国, 杨志焕, 等. 准静态撞击方式下胸部粘性损伤标准与肺损伤的关系. 中华创伤杂志, 1996, 12:147-150.
22 刘宝松, 王正国, 翁格文, 等. 胸部撞击时胸壁的动力学响应及心脏损伤. 第三军医大学学报, 1998, 20:415-418.
, 百拇医药
23 Liu BS, Wang ZG, Li XY, et al. Pathologic study of thoracic impact injury involving a movable impact pattern. J Trauma, 1996, 40(3 Suppl): 75-76.
24 Liu BS, Wang ZG, Leng HG, et al. Pathologic study of thoracic impact injury involving a relatively static impact pattern. J Trauma, 1996, 40( 3 suppl)∶85-89.
25 Liu BS, Wang ZG, Leng HG, et al. Relationship between the dynamic parameters and injury severity of chest subjected to impact. J Trauma, 1996, 40( 3 suppl)∶71-74.
, http://www.100md.com
26 Liu BS, Wang ZG, Leng HG, et al. Studies on the mechanisms of stress wave propagation in the chest subjected to impact and lung injuries. J Trauma, 1996, 40( 3 suppl)∶ 53-55.
27 Liu BS, Wang ZG, Yang ZH, et al. Experimental studies on the hemodynamic changes after thoracic impact injury. J Trauma, 1996, 40( 3 suppl)∶ 68-70.
28 Wang ZG, Liu BS, Sun LY, et al. A study on mechanism of thoracic impact injury. International Review of the Armed Forces Medical Services , 1996, 69(7-9): 230-236.
, 百拇医药
29 Viano CD, Can IV, Asbury C, et al. Biomechanics of the human chest abdomen and pelvis in lateral impact. Acid Anal Prev， 1989,21:553-574.
30 Clemedson CJ , Jonsson A. A machine for producing controlled mechanical impacts in biological systems amenable to theoretical analysis. Forsvars Medicin, 1974, 1:29-43
31 赵李川, 李开宗, 高志清, 等. 一种致腹部实质脏器闭合性创伤动物模型的简便小型撞击器. 第四军医大学学报, 1996, 16:240.
32 江基尧, 朱诚. 现代脑损伤. 第1版.上海: 上海科学技术文献出版社, 1995. 6-16, 40-49.
, 百拇医药
33 Feden AI, Demediuk P, Pater SS. The role of excitatory amino acids and NMDA receptors in traumatic brain injury. Science, 1989, 244:798-800.
34 Cooper G. Biophysics of impact injury to the chest and abdomen. J R Army Med Corps, 1989, 135:58-67.
35 Lau VK, Viano DC. Influence of impact velocity and chest compression on experimental pulmonary injury severity in rabbits. J Trauma, 1981, 21:1022-1028.
36 Yen RT, Fung YC, Liu SQ. Trauma of lung due to impact load. J Biomech, 1988, 21:745-753.
收稿日期：1999-04-09
修稿日期：1999-05-13, 百拇医药