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【摘要】 目的: 探索腐蝕性化學燒傷模型制作中面積擴展的規律。方法:36只健康Wistar大鼠,隨即分為6組,分別以浸透55%氫氟酸的正方形或長方形濾紙接觸皮膚5秒鐘致傷1%、2%、3%體表面積,觀測燒傷面積擴展及死亡情況。結果 :各組傷后面積均擴大1~2倍,并由正方形或長方形轉變為圓形與橢圓形,長方形濾紙創面擴展高于等面積正方形濾紙。結論:面積公式能夠計算出腐蝕性化學燒傷傷后面積擴展規律。
【關鍵詞】 化學燒傷; 腐蝕性; 數學計算
部分化學品如氫氟酸等,在燒傷時,因其高度腐蝕性,往往在化學物質開始作用后的一段時間內,創面面積逐漸擴大,最大可超過原始面積的1~2倍,為了探索其擴展規律,我們利用面積公式對氫氟酸燒傷模型進行計算,現報道如下。
1 材料及方法
健康Wistar大鼠36只,體重200~250g,購自軍事醫學科學院,實驗在本院二級動物實驗室進行。55%氫氟酸液,張家口化工原料廠出品。致傷前一天,大鼠剪去背肋部皮膚毛發,8%硫化鈉液脫毛,清水沖洗吹干。致傷當日,動物隨即分為6組,每組6只,根據體重計算出總體表面積(300cm2±30 cm2)及致傷總體表面積(TBSA)1%、2%、3%,分別采用A、B兩種方式逐步增加原始創面面積,依照面積,取普通濾紙裁剪備用。其中A方式在面積增加時始終保持濾紙為正方形,B方式則固定濾紙一邊的的長度,逐步增加另一邊長度,濾紙多為長方形(表1,圖1)。動物以1%戊巴比妥(40mg/kg)麻醉后,將濾紙于55%氫氟酸液中浸濕后,將濾紙貼附于動物背肋部,并以加樣器向濾紙添加50%氫氟酸液,以保持濾紙充分濕潤而液體又不至于流出為限。作用3min后以10%葡萄糖酸鈣中和表面多余氫氟酸液,觀察記錄創面面積擴展及動物死亡情況。
2 結果與討論
燒傷后動物創面面積迅速擴大,傷后4h時擴展最快,以后逐漸減緩,24h面積基本固定,擴展距離在0.8~1.4cm之間。創面由原始正方形或長方形轉變為圓形或橢圓形。在濾紙面積相同的情況下,B方式擴展后的創面均面積超過A方式(表1、圖1)。這一實驗觀察到的現象,可以從面積計算公式上得到解釋。
圖1 擴展方式示意圖(略)
表1 氫氟酸燒傷后創面擴展及死亡率(略)
原始面積,即濾紙面積的計算:
Sp正方形=2R*2R, Sp長方形=2A2B (1)
擴展后創面實際面積的計算規律則為“
Sb正方形=π(R+a)2, Sb長方形=π(A+a)(B+a) (2)
其中,R與B為變量x,π、A與a為常量。
則Sb正方形=π(x+a)2, Sb長方形=π(A+a)(x+a)
正方形面積擴展為二次函數,長方形擴展方式為一次函數,更符合線性規律,與本研究結果一致。
在兩種擴展方式濾紙面積相同的情況下。根據(1)則:
Sp正方形=Sp長方形;4R2=2A2B;R=(A*B)1/2(3)
長方形濾紙擴展后面積與正方形擴展后面積之差則為:
Sb長方形—Sb正方形=π(A+a)(B+a)—π(R+a)2
代入(3)式:
Sb長方形—Sb正方形=π(A+a)(B+a)—π[(A*B) 1/2+a] 2 =π[(A B +aA +aB+a2—AB—2a(AB) 1/2—a2] =π(aA—2a(AB) 1/2 +aB) 2 =πa(A1/2—B 1/2 ) 2
顯然,長方形濾紙A理論計算與實際結果一致,長方形濾紙所造成的腐蝕性燒傷面積高于同面積正方形濾紙。而且,濾紙的長與寬相差越大,與正方形濾紙致傷的面積相差就越大,理論計算值與實驗結果非常一致。
從表中的資料顯示,無論采用何種形狀濾紙,在創面由3% 上升至6%T BSA,死亡率由10%迅速上升至100%,顯示氫氟酸極強的毒性,由于動物死亡率與擴展后創面面積相關,長方形方式與正方形方式比較,創面面積擴展更具線性規律。當然,最好是通過預實驗測得擴展距離(a),再確定創面面積遞增幅度后,利用公式(1)反推出濾紙長度與寬度(A,B),以便更精確的建立模型。應當注意的是,隨著濾紙增大,垂直擴展距離(a)會有輕微增加,其間規律需要更多的實驗數據才能確定。不同類型腐蝕性化合物結果也將存在顯著差異。