СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЗРЫВНОЙ ТРАВМЫ МЯГКИХ ТКАНЕЙ КОНЕЧНОСТИ, ОТЯГОЩЁННОЙ КРОВОПОТЕРЕЙ Российский патент 2021 года по МПК A61B5/00 G09B23/28 

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к военно-полевой хирургии и травматологии, касается способа моделирования повреждений мягких тканей конечности, отягощенных кровопотерей, возникающих при подрыве боеприпасов взрывного действия (БВД), с использованием мелких лабораторных животных (крыс), и может быть широко использовано в исследовательских целях в любой научно-исследовательской лаборатории, занимающейся вопросами экспериментальной медицины.

Совершенствование средств и способов ведения войн привели к существенному изменению характера боевых повреждений. В частности, в структуре санитарных потерь военного времени пострадавшие от действия БВД (мин, кумулятивных зарядов, гранат, запалов, авиабомб, снарядов, ракет, других взрывных устройств) составляют до 30%. Из них в 17,3% случаев наблюдаются взрывные травмы, в 82,7% - минно-взрывные ранения, которые в 47% случаев сопровождаются отрывом и размозжением конечности [1].

В мирное время число пострадавших от действия БВД и самодельных взрывных зарядов неуклонно растет и связано преимущественно с террористическими актами насилия, взрывами бытового газа.

ВТ возникает в результате совокупного воздействия на организм человека различных факторов взрыва: ударной волны, осколков и разорвавшихся частей взрывного устройства и предметов окружающей среды, газовых струй высокой температуры, пламени, токсических продуктов, мощного психоэмоционального воздействия, и сопровождается тяжелыми повреждениями мягких тканей (кожи, мышц) с повреждением магистральных сосудов и/или внутренних органов, приводящим к потере различного объема крови [2]. При ВТ, как и при любой другой огнестрельной травме, наблюдается общая реакция организма на повреждение, которая протекает по одним и тем же закономерностям. Но, при ВТ имеются особенности, которые отличают ее от других травм, так как специфические поражающие факторы взрывного устройства приводят к более напряженному ее течению с тенденцией к быстрому истощению и срыву компенсаторных механизмов. Такую реакцию организма формируют несколько патогенетических факторов, основными из которых являются ноцицептивная афферентная импульсация из множественных очагов, кровопотеря из нескольких источников, гипоксия смешанного генеза, ранний эндотоксикоз, структурные повреждения различных органов [3].

При ВТ наблюдаются нарушения функции дыхания и расстройства микроциркуляции. Нарушения внешнего дыхания чаще всего связано с сопутствующей черепно-мозговой травмой, повреждением и обструкцией дыхательных путей, возникновением пневмоторакса. Расстройства микроциркуляции при ВТ, прежде всего, обусловлены кровопотерей и зависят от объема излившейся крови. ВТ может сопровождаться наружным кровотечением из поврежденных магистральных сосудов и/или внутренним кровотечением в плевральную или брюшную полость при повреждении легких, печени, селезенки и других внутренних органов. При потере крови, составляющей 50% от объема циркулирующей крови (ОЦК) и более, в большинстве случаев наступает смерть [4, 5].

Кровопотеря представляет собой процесс утраты определенного количества крови из сосудов в результате нарушения целостности сосудистой стенки или ранения сердца, которая характеризуется развитием сложного комплекса патологических и приспособительных реакций организма, из которых доминирующим является снижение ОЦК, приводящее к нарушению газотранспортной функции крови и возникновению энергетического дефицита. При кровопотере в результате изменений сосудистого тонуса наблюдается снижение объемного капиллярного кровотока, а также его замедление, что на фоне катехоламинемии приводит к нарушению микроциркуляции в органах и тканях, накоплению в них недоокисленных продуктов обмена веществ и формированию полиорганной дисфункции [6, 7].

Существует большое количество классификаций кровопотери по различным клиническим, инструментальным и лабораторным показателям. Так, только на основании величин систолического артериального давления (АДСИС) и частоты сердечных сокращений (ЧСС) предложено выделять 3 степени тяжести кровопотери: легкую, среднюю, тяжелую [8]. Американская коллегия хирургов в настоящее время использует классификацию, в которой кровопотеря делится на 4 класса в зависимости от клинической симптоматики и объема излившейся крови: I класс - клинические симптомы отсутствуют или имеется тахикардия в покое, потеря крови 15% ОЦК или менее, II класс - незначительное снижение АД при сохраненном диурезе, соответствует кровопотере 20-25% ОЦК, III класс - выраженная гипотензия с олигоурией, соответствует кровопотере 30-40% ОЦК, IV класс - проявляется коллапсом и нарушением сознания вплоть до комы, потеря крови более 40% ОЦК [9]. В одной из последних, подробной и наиболее часто используемой отечественной классификации острую кровопотерю разделяют на 5 степеней в зависимости от объема потерянной крови: малая (0,5-10% ОЦК), средняя (10-20% ОЦК), большая (21-40% ОЦК), массивная (41-70% ОЦК) и смертельная (свыше 70% ОЦК) [10].

Наиболее опасна потеря крови более 20% ОЦК и более, при которой развивается геморрагический шок, проявляющийся прогрессирующим снижением венозного возврата и сердечного выброса с выраженными расстройствами гемодинамики [11]. Средняя кровопотеря (15% ОЦК) возникает чаще всего при повреждении сосудов небольшого диаметра, при неосложненных переломах костей верхней конечности, позвоночника, закрытой травме груди с незначительным гематораксом, черепно-мозговой травме и характеризуется умеренной тахикардией, тахипноэ, незначительным снижением артериального давления [7, 10]. Средняя кровопотеря, согласно классификации Барашкова Г.А. (1952), не приводит к развитию геморрагического шока и не требует коррекции на системном уровне [12]. Кровопотеря, вызванная повреждением сосудов при травмах различной локализации, отягощает течение травматической болезни, а в тяжелых случаях приводит к полному истощению компенсаторных резервов организма с высокой вероятностью развития тяжелой полиорганной недостаточности и смерти [4].

При оказании помощи пострадавшим с ВТ и повреждением сосудов и/или внутренних органов ключевым моментом является временная или окончательная остановка кровотечения. В случаях наружного кровотечения для остановки кровотечения применяется кровеостанавливающий жгут или давящая повязка, при внутреннем кровотечении - проведение экстренного оперативного вмешательства. После остановки кровотечения у пострадавших с геморрагическим шоком проводятся мероприятия по восполнению утерянного объема крови и ликвидации гиповолемии, что позволяет обеспечить достаточную оксигенацию крови, снизить степень нарушений регионарного кровотока, микроциркуляции, уменьшить вероятность развития вторичного некроза тканей, присоединения и прогрессирования инфекционного процесса [13, 14].

Моделирование патологических состояний, характерных для ВТ и сопровождающихся средней кровопотерей без развития геморрагического шока, на экспериментальных животных является важным и необходимым условием для разработки методов местного (локального) и системного лечения пострадавших с взрывными повреждениями, возникающими вследствие воздействия факторов взрыва, и нередко приводящих к кровотечению из поврежденных магистральных сосудов и/или внутренних органов, профилактических мероприятий по предупреждению развития вторичных изменений в органах (тканях), гнойно-некротических осложнений. Такие знания необходимы медицинским и всем другим специалистам, которые оказывают помощь пострадавшим с ВТ в очагах массового поражения БВД при чрезвычайных ситуациях.

Модели ВТ, полученные при взрыве и адекватно отражающие комплексное воздействие на организм животных всех наиболее значимых поражающих факторов взрыва (взрывная волна, осколки и части взрывного устройства и предметов окружающей среды, термическое воздействие газовой струи, воздействие токсических продуктов), и сопровождающиеся кровопотерей без развития геморрагического шока, которая способствует усилению выраженности расстройств микрокровотока в области повреждения (эффект отягощения), и, в то же время, не требующие специальной коррекции на системном уровне, крайне необходимы при изучении особенностей патогенеза и саногенеза такого рода травм, а также при разработке новых наиболее эффективных и усовершенствовании уже существующих способов и средств их лечения, что позволит быстро и качественно восстановить жизненно важные функции организма в раннем посттравматическом периоде, способствовать регенерации тканей и восстановлению функции поврежденных органов, предупредить развитие необратимых изменений в них, а также воздержаться от выполнения калечащих операций, которые приводят к инвалидизации.

Для реализации кровопотери у лабораторных животных используются различные способы получения крови из различных отделов кровеносной системы. Так, кровь получают путем пункции ретроорбитального венозного сплетения [15, 16], пункцией сердца [17, 18], бедренной вены [19], хвостовой вены [20], а также путем отсечения части хвоста [21, 22]. Путем ампутации части хвоста удается не только получить небольшое количество крови, которое можно использовать для определения ее показателей, но и усилить тяжесть травматического шока [15, 22].

Расширение арсенала способов моделирования ВТ, позволяющих получать модели, отражающие воздействие на организм подопытных животных всех наиболее значимых поражающих факторов взрыва и отягощенные кровопотерей, в настоящее время весьма актуально.

Существенным недостатком имеющихся моделей ВТ является чрезмерно высокая трудоемкость их получения. Достаточно часто для воспроизведения ВТ необходимо использовать специальные средства, проводить эксперименты в условиях военного полигона [23], использовать электродетонаторы [24], взрывные устройства на основе пластида [25] или получать специальные разрешения соответствующих органов на проведение такого рода работ. Кроме того, большинство известных моделей ВТ рассчитаны на крупных экспериментальных животных (собаки, свиньи, овцы), а простые, доступные и легко воспроизводимые способы моделирования на мелких лабораторных животных отсутствуют, что значительно суживает возможности для проведения исследований, в том числе скрининговых. Использование мелких лабораторных животных (крыс) обеспечивает доступность моделирования, а его воспроизводимость - возможность многократных экспериментов, перепроверок.

Известен способ моделирования [23], при реализации которого для получения минно-взрывного ранения используют только крупных животных (собаки, кролики). В соответствии с указанным способом, после наркотизации животных фиксируют на специальных деревянных станках, а к правой лапе прикрепляют взрывное устройство объемом 30-100 мл, заполненное гексогеном из расчета 5-7 г на кг массы тела животного. После подрыва у всех животных наблюдается отрыв конечности на уровне верхней трети голени со скелетированием костей, множественными ранами сгибательной поверхности голени и бедра. Недостатком указанного способа является невозможность моделирования травм с разной степенью тяжести повреждений, преимущественное получение ВТ с отрывом сегмента конечности на уровне голени. Представленный метод неэффективен при использовании мелких лабораторных животных (крыс), для его проведения необходимо наличие специально оборудованных защитных площадок или условий полигона, получение специального разрешения на выполнение работ с использованием взрывчатых веществ, что ограничивает его широкое применение.

Известен способ моделирования минно-взрывного ранения [24], согласно которому ранение наносят с помощью электродетонатора ЭДП-р, предназначенного для инициирования взрыва в зарядах бризантных взрывчатых веществ, приводимых в действие электрическим импульсом (источник газопламенного компонента минно-взрывной травмы). В результате воздействия получают воспроизводимые местные повреждения кожи и скелетных мышц задней поверхности бедра подопытных животных, в качестве которых могут использоваться крысы. Для установки электродетонатора используют жесткий полиуретановый блок из газонаполненной пластмассы, имеющий прорезь в центре и обеспечивающий направленное воздействие газоплазменного компонента взрывной травмы. Детонатор располагают на расстоянии 11 см от места повреждения. Размеры входного повреждения составляют в среднем 10±2 мм, раневого канала - 18±3 мм. После приведения в действие электродетонатора возникает направленная взрывная газовая струя, которая приводит к образованию обширных разрушений мягких тканей с наружным кровотечением и развитием общего коммоционно-контузионного синдрома. В случае воздействия газовой струи на достаточном расстоянии от места расположения костей удается избежать их переломов. Более детальное описание морфологических характеристик повреждений, характерных для данной модели ВТ, отсутствует. Также к недостаткам указанного способа моделирования, предусматривающего проведение взрывных работ, относятся не только необходимость его реализации в условиях специального полигона, получение особого разрешения, но и высокая трудоемкость подготовительных работ.

Известен способ моделирования [26], согласно которому минно-взрывную травму наносят с помощью строительно-монтажных пистолетов (СМП) «СМП-3М» калибром 12 мм и «ПЦ-84» калибром 6,8 мм без поршня с различной массой порохового заряда (0,38 г, 0,43 г, 0,55 г) (ОАО «Тульский оружейный завод», Россия) и поражающими элементами, для чего в стволе СМП на расстоянии 10 см от дульного среза размещают пыж в виде бумажной салфетки с завернутыми в нее стальными осколками размером 3-5×1,5 мм, общей массой 0,2 г. Использование СМП без поршня с размещенным в его стволе бумажным пыжом со стальными осколками, а также специально изготовленной стойки для прикрепления к столешнице позволяет обеспечить воздействие направленной ударной волны с вторичными ранящими агентами, то есть обеспечить имитацию взрыва и нанесение минно-взрывной травмы.

При реализации указанного способа имеется возможность варьирования степени повреждения тканей не только за счет мощности порохового заряда, отсутствия или наличия поражающих элементов, но и путем изменения расстояния от дульного среза до места нанесения травмы на конечности животного.

Полученная экспериментальная модель характеризуется всеми макроскопическими признаками, характерными для поражения, возникающего вследствие воздействия на организм животного ударной волны, струи пламени, пороховых газов, поражающих элементов, то есть в ходе имитации взрыва воспроизводится минно-взрывная травма за счет комплексного воздействия всех наиболее значимых факторов взрыва.

При гистологическом исследовании ран, полученных у подопытных животных, установлено, что в результате воздействия с применением СМП раны имели центральный дефект кожи, подкожно-жировой клетчатки и мышечно-фасциального слоя одинакового размера, вокруг которого на коже были видны отложения копоти и частиц пороха [27]. Шерсть животных была опалена пламенем, в подкожно-жировой клетчатке имелись кровоизлияния различной степени выраженности, через кожу визуализировались полнокровие и извитость сосудов. Вокруг дефекта мышечно-фасциального слоя наблюдалась сплошная зона кровоизлияний в виде геморрагического пропитывания, а в раневом канале выявлялись частицы пороха, сгустки крови, обрывки поврежденных тканей, шерсть.

Как видно, представленные способы [23, 24, 26] не предполагают моделирование ВТ, отягощенной кровопотерей, влияющей на состояние микрокровотока в области повреждения и приводящей к замедлению регенерации поврежденных тканей. Модель ВТ, отягощенной кровопотерей, отражает наиболее частые случаи ВТ, при которой имеют место повреждения небольших сосудов, незначительная кровопотеря без развития геморрагического шока. Получение ВТ, отягощенной кровопотерей, а именно, кровопотерей без развития геморрагического шока и не требующей коррекции состояния на системном уровне, крайне актуально в исследовательских целях при изучении травматической болезни, динамики регенераторного процесса в области повреждения, а также действия применяемых при этом средств и методов местного и системного лечения.

Кровопотеря, составляющая 15% ОЦК, в раннем посттравматическом периоде при ВТ является отягощающим фактором, который приводит к усилению расстройств микроциркуляции в области повреждения и нарушению регенерации тканей, при этом она не оказывает системное действие с развитием картины геморрагического шока и характерной централизацией кровообращения и, соответственно, не требует применение средств системной инфузионной терапии.

Модель ВТ, отягощенной кровопотерей, по сути, является моделью ВТ при взрывных повреждениях, возникающих в мягких тканях с уже нарушенной микроциркуляцией.

Способ моделирования, предусматривающий нанесение минно-взрывной травмы с помощью СМП [26], наиболее близок по достигаемому результату к заявляемому способу и принят в качестве способа-прототипа. Наряду с отмеченными достоинствами для способа-прототипа характерен ряд существенных недостатков:

- предусматривает имитацию взрыва, а не организацию взрыва, что влияет на достоверность как получаемой модели, так и результатов дальнейших научных исследований с применением этой модели;

- сложность исполнения, необходимость использования дорогостоящих СМП и монтажных патронов (более 30 тыс. руб.);

- отсутствие в доступных источниках информации [26, 27] сведений о конкретных последовательностях действий при получении ВТ с определенным характером повреждений, что, в свою очередь, важно для повышения эффективности исследовательских экспериментов (их повторяемости и воспроизводимости);

- не пригоден для получения модели взрывного поражения мягких тканей конечности (кожа, подкожно-жировая клетчатка, фасция, мышцы), отягощенного кровопотерей в объеме 15% ОЦК.

Отмеченные существенные недостатки свидетельствуют о невозможности использования способа-прототипа для моделирования взрывного повреждения мягких тканей (кожа, подкожно-жировая клетчатка, фасция, мышцы), отягощенного кровопотерей в объеме 15% ОЦК. В ходе анализа уровня техники не выявлены другие способы, позволяющие при использовании в качестве биологических моделей мелких лабораторных животных получить достоверную модель ВТ, которая отражала бы комплексное воздействие на организм животного всех наиболее значимых факторов взрыва, и, прежде всего, высоковоспроизводимую модель взрывного повреждения мягких тканей (кожа, подкожно-жировая клетчатка, фасция, мышцы), отягощенного кровопотерей в объеме 15% ОЦК.

Цель изобретения - разработка способа моделирования взрывной травмы, простого в проведении, не требующего использования сложных устройств и приспособлений для организации взрыва и проведения в условиях специально оборудованных помещений или оснащенных площадок полигонов, обеспечивающего возможность нанесения на латеральную поверхность бедра конечности мелких лабораторных животных (крыс) взрывных повреждений мягких тканей (кожа, подкожно-жировая клетчатка, фасция, мышцы), отягощенных кровопотерей в объеме 15% ОЦК, достоверно отражающих комплексное воздействие на организм животных всех наиболее значимых поражающих факторов взрыва (взрывная волна, осколки, термическое воздействие газовой струи, воздействие токсических продуктов), которые могут приводить к повреждению сосудов и внутренних органов и возникновению кровотечения с развитием кровопотери, высоковоспроизводимых, то есть идентичных по характеру и степени тяжести, локализации, форме, площади и глубине повреждений, а также объема потерянной крови у всех подопытных животных экспериментальной группы.

Указанная цель достигается путем создания и применения способа, позволяющего получить на латеральной поверхности бедра мелких лабораторных животных, в качестве которых используют крыс массой тела 320±20 г и возрастом 3,5-4 мес., модель ВТ мягких тканей бедра с повторяемыми размерами: рана кожи и подкожно-жировой клетчатки (ПЖК) размерами в среднем 3,0±0,3 см и площадью - 6,7±0,3 см², рана мышцы со средними размерами 1,8±0,2 см, площадью - 2,3±0,3 см², глубиной кожно-мышечной раны - 1,5±0,1 см, сходными повреждениями мягких тканей, в сочетании с кровопотерей в объеме 15% ОЦК животного, которая в реальных условиях отражает нарушение целостности сосудов в области повреждения и возникновение наружного кровотечения и/или повреждение внутренних органов до его временной и/или окончательной остановки, и характеризуется нарушением кислородтранспортной функции крови, достоверно отражающую комплексное воздействие на организм животных всех наиболее значимых поражающих факторов взрыва (взрывная волна, осколки, термическое воздействие газовой струи, воздействие токсических продуктов), обеспечиваемом за счет организации взрыва, а не имитации его как предусматривает способ-прототип, путем использования для этого в качестве устройств для организации взрыва взрывных зарядов, а именно, пиротехнических изделий бытового назначения в виде доступных обыкновенных терочных петард, и установки их определенным образом на подобранную в ходе экспериментов глубину каждому животному, находящемуся в состоянии наркоза, в мягкие ткани бедра через линейный разрез кожи, что обеспечивает минимальное травмирование тканей, а также получение крови из двух источников, а именно, из раны, полученной при взрыве и из сосудов хвоста животного при отсечении его части до общего объема составляющего 15% ОЦК, который определен из расчета, что ОЦК составляет 6,5% массы тела крысы.

При сохранении эффектов, общих со способом-прототипом, в отличие от способа-прототипа, для которого отсутствуют сведения о последовательности действий при получении конкретной ВТ, в заявляемом способе экспериментально определены условия и отработан порядок действий для получения модели взрывного повреждения мягких тканей конечности, отягощенной кровопотерей в объеме 15% от ОЦК, а именно, для обеспечения минимального травмирования тканей определена длина разреза (0,8-1,0 см), предварительно выполняемого в средней трети латеральной поверхности бедра животного, а также экспериментально определено, каким образом необходимо установить взрывной заряд (петарду Корсар-2) в выполненный разрез, как произвести кровопотерю путем сбора крови, истекающей из раны при ВТ, и дополнительного количества крови из сосудов хвоста животного при отсечении его части до общего объема, составляющего 15% ОЦК, вычисленного из расчета, что ОЦК составляет 6,5% массы тела. Причем экспериментально отработаны условия получения достоверной высоковоспроизводимой модели ВТ, отягощенной кровопотерей, удобной для изучения и использования в ходе исследований, а именно, ее оптимальные размеры и определенный объем забираемой крови, зависящий от ОЦК и массы тела животного.

Возможность достижения цели изобретения показана в представленных примерах, раскрывающих порядок действий при реализации заявляемого способа, подтверждающих возможность получения у мелких лабораторных животных (крыс) модели взрывного повреждения мягких тканей (кожа, подкожно-жировая клетчатка, фасция, мышцы), отягощенного кровопотерей в объеме 15% ОЦК подопытного животного, и отражающих результаты исследования характеристик модели ВТ у мелких лабораторных животных, полученной с использованием заявляемого способа.

Пример 1. Порядок действий при реализации заявляемого способа получения взрывного повреждения мягких тканей (кожа, подкожно-жировая клетчатка, фасция, мышцы), отягощенного кровопотерей в объеме 15% ОЦК подопытного животного.

Реализацию заявляемого способа осуществляют в соответствии с Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных (1985). Удостоверяем, что протокол исследования соответствовал этическим нормам и принципам биомедицинских исследований, одобрен локальным этическим комитетом ФГБУ «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» МО РФ (протокол №11 от 05.11.2019 г.).

Для реализации заявляемого способа используют здоровых лабораторных животных (крыс) массой тела 320±20 г и возрастом 3,5-4 мес. Предварительно, до начала исследования, в течение 14 дней проводят наблюдение за животными в условиях вивария при постоянной температуре 25±2°С, свободном доступе к пище, воде и с ежедневным осмотром (поведение, общее состояние).

Непосредственно перед моделированием производят расчет количества крови, который необходимо получить, чтобы кровопотеря у подопытных животных составила 15% ОЦК. Для этого, на основании массы тела животного сначала определяют его ОЦК, который составляет 6,5% от массы тела и измеряется в мл, а затем рассчитывают объем, составляющий 15% ОЦК [30, 31].

За 1-2 мин до начала реализации заявляемого способа выполняют общую анестезию (наркоз) с помощью эфира для наркоза стабилизированного (ОАО ПХФК «Медхимпром», Россия). Эфир давали из расчета 3-5 мл на 1 кг массы тела животного через маску в смеси с атмосферным воздухом. [28].

После этого, на латеральной поверхности бедра животного выстригают шерсть, оставляя шерстяной покров высотой не более 1-2 мм. Для установки в мягкие ткани бедра взрывного заряда предварительно производят линейный разрез кожи длиной 0,8-1,0 см в средней трети латеральной поверхности бедра животного параллельно длиннику бедренной кости. Затем тупым способом, с помощью зажима, минимально травмируя ткани, раздвигают кожу, расслаивают мышцы бедра в области расположения полусухожильной, полуперепончатой и двухглавой мышц бедра так, чтобы сформировать канал для установки взрывного заряда. С другой стороны канала для создания контрапертуры производят разрез кожи такой же длины (0,8-1,0 см). В образованный канал длиной 2,0-2,5 см устанавливают взрывной заряд. В качестве взрывного заряда используют пиротехнические изделия бытового назначения, а именно, обыкновенные терочные петарды ПИРОКОЙН-2 (Корсар-2) PKZ0010 (ООО «ПИРО-КАСКАД», г. Москва), Премьер Салют Корсар 2 К0101, Премьер Салют Корсар 2 К0101С, Корсар 2 терочные Р1106 (ООО «Фаворит Пиро Групп», г. Санкт-Петербург). Все петарды изготовлены в производственных условиях или специализированной лаборатории. Поджег указанных обыкновенных терочных петард производят путем трения о спичечный коробок. Используемые обыкновенные терочные петарды имеют II класс опасности [29].

Состоят указанные петарды из картонного оболочечного контейнера размерами: длиной 4,8-5,0 см, радиусом 0,8 см, толщиной оболочки 1,2 мм, начиненного пиротехнической смесью - порошковым магнием и перхлоратом калия, герметизация которых выполнена цементно-силикатной смесью. Данные химические вещества при горении способны образовывать высокое давление, которое необходимо для того, чтобы разорвать картонную оболочку. Взрыв происходит за счет образовавшегося в корпусе петарды избыточного давления, которое возникает в результате горения порошкового магния и перхлората калия.

Для получения взрывного повреждения мягких тканей задней конечности животного петарду длиной 4,8-5,0 см размещают так, чтобы ее часть от места запала выступала на 2 см над поверхностью кожи, а оставшаяся часть располагалась в сформированном канале и частично (на 0,3-1,0 см) выступала с противоположной поверхности бедра через контрапертуру. Для избежания перелома бедренной кости петарду устанавливают на расстоянии 1,0-1,3 см от нее. Затем животного помещают в контейнер размерами 100×60×60 см, где производят поджег запала с соблюдением требований техники безопасности. Размеры контейнера не влияют на характеристики получаемой модели ВТ, а лишь способствуют уменьшению радиуса опасного действия петарды при взрыве.

Использование в качестве взрывного заряда обыкновенных терочных петард позволяет не только организовать взрыв, но и обеспечить следующие характерные и наиболее значимые поражающие факторы взрыва: ударную волну, которая формируется от избыточного давления, возникающего в результате горения порошкового магния и перхлората калия, термические повреждения в области раны вследствие горения порошкового магния и перхлората калия, повреждения вторичными ранящими элементами (осколками), образующимися при разрыве картонной оболочки петарды.

При реализации заявляемого способа моделирования ВТ, которая отягощена кровопотерей объемом 15% ОЦК, кровь берут из двух источников, а именно, из раны, полученной при взрыве, и из хвоста животного путем отсечения его части, причем из хвоста получают количество крови, недостающее до 15% ОЦК, что позволяет создать условия, наиболее приближенные к реальной ВТ, и полностью учесть весь объем кровопотери как из раны, так и из других источников.

После взрыва, с помощью лабораторной пипетки (дозатора) Ленпипет с одноразовым стерильным наконечником (производство Thermo Fisher Scientific, Финляндия), производят забор крови, истекающей из раны, в пробирку VACUETTE для гематологических исследований объемом 6 мл, содержащую антикоагулянт К₂ЭДТА (производство Greiner Bio-One, Австрия) для стабилизация крови в течение 6 ч и предупреждения за счет этого ее свертывания и исключения ошибок в измерении объема полученной крови. После прекращения кровотечения из раны накладывают на нее асептическую повязку с целью предупреждения загрязнения.

Недостающее количество крови (до объема 15% ОЦК) получают из сосудов хвоста подопытного животного и собирают в ту же пробирку, где находится кровь, полученная из раны от ВТ. После забора крови рану культи хвоста прижигают перекисью водорода и накладывают асептическую повязку.

Заявляемый способ является простым в проведении, а при его реализации осуществляется не имитация взрыва (способ-прототип), а организуется взрыв с обеспечением комплексного воздействия на организм подопытных животных всех его наиболее значимых поражающих факторов, а использование петард Корсар-2 определяет доступность способа.

Пример 2. Получение с использованием заявляемого способа взрывного повреждения мягких тканей, отягощенного кровопотерей в объеме 15% ОЦК лабораторных животных.

В ходе исследования по доказательству возможности использования заявляемого способа для получения модели взрывной травмы мягких тканей (рваной раны кожи, подкожно-жировой клетчатки, фасции, мышц), отягощенной кровопотерей в объеме 15% от ОЦК, были сформированы 2 (опытная и контрольная) группы по 7 подопытных животных в каждой, в качестве которых использовали белых беспородных крыс массой тела 320±20 г и возрастом 3,5-4 мес. В опытной группе моделировали ВТ с кровопотерей в объеме 15% ОЦК, а в котрольной - ВТ без кровопотери. ОЦК у всех животных составил 20,8±1,3 мл, а расчетный объем кровопотери в опытной группе - 3,1±0,2 мл. Определение ОЦК у каждого подопытного животного обеих групп производили из расчета, что количество циркулирующей крови составляет 6,5% от массы тела крысы [30, 31].

За 1-2 мин до начала реализации заявляемого способа выполняют общую анестезию (наркоз) с помощью эфира для наркоза стабилизированного (ОАО ПХФК «Медхимпром», Россия). Эфир давали из расчета 3-5 мл на 1 кг массы тела животного через маску в смеси с атмосферным воздухом.

Для получения модели взрывной травмы мягких тканей (рваной раны кожи, подкожно-жировой клетчатки, фасции, мышц) каждому подопытному животному в область латеральной поверхности правого бедра задней конечности была установлена петарда так, чтобы ее часть от места запала выступала на 2 см над поверхностью кожи, а оставшаяся часть располагалась в сформированном канале и частично выступала из контрапертуры противоположной поверхности бедра. После установки петард каждое животное было помещено в контейнер, где и был произведен подрыв петард с помощью бытовых спичек с соблюдением требований техники безопасности.

После взрыва производят забор крови, истекающей из раны, используя лабораторную пипетку (дозатор) Ленпипет с одноразовым стерильным наконечником, в пробирку VACUETTE для гематологических исследований объемом 6 мл, содержащую антикоагулянт К₂ЭДТА.

Недостающее количество крови (до объема 15% ОЦК) получали из сосудов хвоста подопытного животного путем отсечения (ампутации) его части и помещали в ту же пробирку, куда собирали кровь из раны, полученной при взрыве. После забора крови рану культи хвоста прижигали перекисью водорода и накладывали асептическую повязку.

Полученную кровь используют для определения в ней количества форменных элементов и/или других биохимических показателей.

При осмотре животных после нанесения им травм установлено, что использование заявляемого способа позволяет получить модель ВТ мягких тканей задней конечности в области бедра, отягощенную кровопотерей, а именно рваную рану кожи, подкожно-жировой клетчатки, мышц с опаленной по периферии шерстью, кровотечением из раны и кровопотерей в объеме 15% ОЦК животного, имитирующей повреждение сосудов конечности и/или повреждение внутренних органов, для которой характерны гемодинамические расстройства в первые 24 ч наблюдения в виде увеличения частоты сердечных сокращений (ЧСС, мин^-1), частоты дыхания (ЧД, мин^-1) при незначительном снижении систолического кровяного давления (КД, мм рт. ст.), а также снижение значений коэффициента вариации показателя микроциркуляции (Kv, %), индекса удельного потребления кислорода в ткани (U, усл. ед.) и показателя эффективности кислородного обмена (ЭКО, отн. ед) в области повреждения в течение 3 сут, которые характеризуют состояние локального микрокровотока, интенсивность потребления кислорода и окислительно-восстановительных процессов. Для оценки степени кровопотери и ее влияния на изменения формулы крови через 3 сут у всех подопытных животных определяли число эритроцитов крови (Эр, 10¹²/л), показатель гемоглобина (Hb, г/л) и гематокрита (Ht, %) (таблицы 1-4). Гибели животных в течение всего срока наблюдения не выявлено.

При осмотре установлено, что на наружной поверхности средней трети бедра имеется рвано-лоскутная рана с дефектом кожи, подкожно-жировой клетчатки, фасции и мышц. Размеры раны кожи и подкожно-жировой клетчатки составляли в среднем 3,0±0,3 см и площадью 6,7±0,3 см², раны мышцы и фасции имели средние размеры 1,8±0,2 см и площадь 2,3±0,3 см², раневой канал - длиной 1,5±0,1 см. Общий вид раны с дефектом кожи, подкожно-жировой клетчатки, фасции и мышц представлен на фиг. 1.

После взрыва петарды шерстяной покров вокруг раны опален, по ее краям имеется осаднение кожи и загрязнение ее копотью и частицами продуктов неполного сгорания взрывного заряда. После удаления части кожи вокруг раны визуализируется дефект мышечно-фасциального слоя с неровными краями. Вокруг дефекта имеется область сплошных кровоизлияний в виде геморрагического пропитывания стенок раневого канала, а на некотором расстоянии от него видны множественные ограниченные кровоизлияния в виде микрогематом. Раневой канал имеет неправильную форму, вероятно, обусловленную неравномерным распространением взрывной волны в разных направлениях. В просвете канала имеются сгустки крови, большое количество частиц продуктов неполного сгорания взрывного заряда и цементно-силикатной смеси, куски оболочки взрывного заряда (картон), обрывки поврежденных тканей и шерсть (фиг. 2).

Наблюдаемые повреждения мягких тканей у всех подопытных животных обеих групп были идентичны по характеру и степени тяжести, локализации, форме, площади и глубине и не имели существенных отличий. Кроме того, у всех животных были получены определенные объемы крови, зависящие от их массы тела и ОЦК.

Таким образом, экспериментально получена модель ВТ мягких тканей задней конечности животного в области бедра (рвано-лоскутной раны кожи, подкожно-жировой клетчатки, фасции, мышц), отягощенной кровопотерей в объеме 15% ОЦК животного, имеющая характерные визуальные, системные и локальные гемодинамические признаки при отсутствии изменений в содержании форменных элементов крови, что служит доказательством возможности использования заявляемого способа для получения ВТ, отягощенной кровопотерей.

Пример 3. Исследование характеристик модели ВТ мягких тканей задней конечности в области бедра, отягощенной кровопотерей в объеме 15% ОЦК мелких лабораторных животных, полученной с использованием заявляемого способа.

Через 1 ч после нанесения ВТ и произведения кровопотери в объеме 15% от ОЦК с целью имитации оказания первой врачебной помощи на этапах медицинской эвакуации была произведена первичная хирургическая обработка (ПХО) ран у всех крыс, участвующих в эксперименте, в процессе которой удалены нежизнеспособные ткани, свободно лежащие части картонной оболочки взрывного заряда, остановлено кровотечение, наложены асептические повязки. Динамическое наблюдение за подопытными животными осуществляли в течение 24 ч после нанесения травм и произведения кровопотери в объеме 15% от ОЦК с периодическим измерением физиологических показателей: частота дыхания (ЧД, мин^-1), частота сердечных сокращений (ЧСС, мин^-1) с помощью ветеринарного монитора ZooMed IM-10 с минимально необходимым набором функций (Zoomed (Зоомед), Россия) [32] Измерение кровяного давления систолического (КД_сис, мм рт. ст.) производили с помощью системы неинвазивного измерения кровяного давления грызунов «Систола» (ООО «Нейроботикс», Россия). Измерение коэффициента вариации показателя микроциркуляции (Kv, %), индекса удельного потребления кислорода в ткани (U, усл. ед.) и показателя эффективности кислородного обмена (ЭКО, отн. ед), отражающих состояние микроциркуляции и интенсивность обменных процессов в области повреждения, производили с помощью многофункционального комплекса лазерной допплеровской флоуметрии «ЛАКК-М» (ООО НПП «Лазма», Россия) в стандартных условиях в светлое время суток при одинаковой температуре воздуха (+25°С) и влажности (70%) [33]. Расчет коэффициента вариации осуществляли по формуле: Kv(%)=σ/M × 100, где М - постоянная составляющая перфузии, пф. ед.; σ - переменная составляющая перфузии, пф. ед. Индекс удельного потребления кислорода в ткани (U, усл. ед.) вычисляли как: U=SpO₂/SO₂ (усл. ед.), где SpO₂ - сатурация кислородом артериальной крови (%). Эффективность кислородного обмена (ЭКО) определяли по формуле: ЭКО=MxUx ФПК (отн. ед.), где ЭКО - показатель эффективности кислородного обмена; М - постоянная составляющая перфузии показателя микроциркуляции; U - индекс удельного потребления кислорода в ткани; ФПК - флуоресцентный показатель потребления кислорода.

Повышение показателя Kv отражает улучшение состояния микроциркуляции в основном за счет активации эндотелиальной секреции, нейрогенного и миогенного механизмов сосудистого контроля. Индекс удельного потребления кислорода (U) тканями характеризует обменные процессы в тканях и при увеличении указывает на интенсивный тканевой обмен. Повышение комплексного показателя ЭКО свидетельствует об увеличении микрокровотока, повышении потребления кислорода тканями, усилении активности окислительно-восстановительных процессов [33, 34].

Показатели крови, а именно, эритроциты крови (Эр, 10¹²/л), гемоглобин (Hb, г/л), гематокрит (Ht, %) определяли через 3 сут после нанесения травмы с помощью аппарата Abacus Junior 30 ND (14 параметров) производства Diatron (Венгрия) [35].

Статистическую обработку контролируемых показателей проводили с использованием программы Statistica 10.0 корпорации StatSoft Inc. (США). Различия между независимыми выборками сравнивали с использованием непараметрического U-критерия Манна-Уитни и считали достоверными, если вероятность их тождества оказывалась менее 5% (р≤0,05).

Физиологические показатели, регистрируемые у каждого подопытного животного до нанесения травмы и через 24 ч после нее, а также их средние значения в группе (М) и стандартные отклонения (m) представлены в таблице 2. Экспериментально установлено, что через 24 ч после нанесения ВТ (контрольная группа) наблюдается увеличение ЧСС и ЧД на 22% и 19% (при р≤0,05) соответственно, что обусловлено тяжестью ВТ. При ВТ, отягощенной кровопотерей в объеме 15% ОЦК (опытная группа) наблюдается более выраженная тахикардия, ЧСС составляет 552±21 мин^-1, что на 14% больше, чем в контрольной группе. У животных опытной группы тахикардия сопровождается тахипноэ, ЧД достигает значений 114±3 мин^-1 (р≤0,05) и существенно отличается от значений в контрольной группе. Систолическое КД у животных опытной группы через 24 ч после нанесения им взрывной травмы несколько снижается, а именно, до 107±3 мм рт. ст.(р≤0,05) по сравнению с его значением до нанесения травмы (121±7 мм рт. ст.). Существенных различий в показаниях систолического КД у животных контрольной и опытной групп не выявлено. Увеличение изучаемых физиологических показателей в опытной группе по сравнению с контрольной группой свидетельствует о влиянии кровопотери на тяжесть течения ВТ.

Изучение состояния микроциркуляции в паравульнарной области показало, что при ВТ наблюдается уменьшение перфузии тканей кровью, что приводит к снижению потребления кислорода и интенсивности обменных процессов. Измерение коэффициента вариации показателя микроциркуляции (Kv) в контрольной группе через 1 сут после травмы показало, что он снижается на 42% по сравнению с его значением до травмы и составляет 7,6±0,5% (р≤0,05). ВТ, отягощенная кровопотерей, приводит к еще более глубокому нарушению микроциркуляции тканей по сравнению с животными из контрольной группы, при которой перфузия снижается до 6,2±0,4% (при р≤0,05). Через 1 сут после травмы у животных контрольной группы наблюдается снижение индекса удельного потребления кислорода (U), который становится более чем в 2 раза меньше (при р≤0,05) по сравнению с его значением до травмы, что указывает на снижение потребления кислорода тканями на фоне нарушенного локального микрокровотока. Еще более выраженное снижение индекса U, а именно, на 13% (при р≤0,05) относительно животных контрольной группы, наблюдается в опытной группе. К исходу 1 сут индекс U составляет 1,19±0,07 ед., что указывает на то, что кровопотеря отягощает течение травматической болезни при ВТ. При взрывных повреждениях наблюдается снижение интенсивности обменных процессов в тканях. Комплексный показатель ЭКО у животных контрольной группы снижается на 42% (при р≤0,05) по сравнению с его значением до травмы. В опытной группе к исходу 1 сут ЭКО снижается на 22% по сравнению с животными контрольной группы и достигает максимально низкого значения, составляющего 4,9±0,7 отн. ед. (р≤0,05), что свидетельствует о том, что даже незначительная кровопотеря (15% ОЦК) приводит к снижению интенсивности окислительно-восстановительных процессов в области повреждения. К исходу 3 сут все изучаемые показатели микроциркуляции и тканевого обмена незначительно восстанавливаются, оставаясь достоверно низкими относительно их значений до травмы. Результаты этих наблюдений представлены в таблице 3.

Спустя 3 сут после нанесения ВТ с кровопотерей в объеме 15% ОЦК подопытного животного были определены такие показатели крови как количество эритроцитов, показатели гемоглобина и гематокрита крови, измеренные у каждого подопытного животного до нанесения повреждения и через 3 сут после него, их средние значения (М) и стандартные отклонения (m) в группах (таблица 4).

Экспериментально установлено, что к исходу 3 сут количество эритроцитов, показатели гемоглобина и гематокрита крови у животных контрольной и опытной групп не имели достоверных межгрупповых различий, а также не отличались от значений до нанесения взрывной травмы, что свидетельствует о том, кровопотеря в объеме 15% ОЦК, отягощающая течение травматической болезни при ВТ, не приводит к системным изменениям крови и не требует инфузионной терапии.

Гистологическое изучение полученных моделей ВТ осуществляли на 7-е сутки после нанесения подопытным животным травм. Фиксацию материала проводили в забуференном 10% растворе формалина, затем подвергали стандартной проводке и заливке в парафиновые блоки, готовили срезы толщиной 5-6 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином [36].

Морфологическая оценка полученных в результате воздействия взрывного заряда повреждений, позволила установить, что все повреждения имеют признаки, характерные для поражения мягких тканей ударной волной, осколками, воздействию высокой температуры и пламени, воздействию токсических газообразных продуктов, образующихся в результате взрыва.

У всех подопытных животных имели место раны кожи неправильной овальной формы, с надрывами и лоскутными краями без признаков кровотечения. Вокруг ран шерстяной покров опален, края ран осаднены, загрязнены копотью и частицами продуктов неполного сгорания взрывного заряда. Дефект кожи, подкожно-жировой клетчатки в центре ран имеет значительные размеры, что не позволяет сопоставить ее края. Размеры ран мышц имеют овальную форму и меньше размеров кожной раны. Это обусловлено первичным воздействием взрывной волны на кожу, которая обладает большей эластичностью, чем мышца. Стенки раневого канала и дно ран представлены мышцами. Внешний вид повреждений мягких тканей, наблюдаемых у крыс на модели ВТ, полученной с использованием заявляемого способа, представлен на фиг. 1.

После иссечения части кожи дефект фасции и мышц имел неровные края и был меньше размеров кожной раны. Ближе к краю дефекта располагались кровоизлияния в виде геморрагического пропитывания, а по периферии были видны ограниченные кровоизлияния в виде петехий. Внешний вид дефекта мышечно-фасциального слоя, наблюдаемого у крыс на модели ВТ, полученной с использованием заявляемого способа, представлен на фиг. 2.

При микроскопическом изучении мягких тканей, выполненном через 7 сут после нанесения ВТ, отмечается наличие крупной раневой полости, расположенной между мышцами бедра и заполненной гнойно-некротическими массами, которые представлены большим количеством разрушающихся нейтрофилов и крупными фрагментами деструктивных мышечных волокон. Среди некротических масс в центре раны и в фасциальных прослойках хорошо просматриваются прозрачные кристалловидные включения различных размеров (продукты неполного сгорания взрывного заряда и цементно-силикатной смеси). Инородные включения располагаются вне клеток. Под маргинальной зоной размещается слой деструктивных мышечных волокон в состоянии некроза и частично фагоцитоза, который богато инфильтрирован макрофагами, мелкими круглоклеточными элементами и умеренным количеством нейтрофилов. Макрофаги часто визуализируются в пикноморфном состоянии. Наличие такого слоя указывает на продолжающееся заглубление взрывного поражения. Под зоной деструкции располагается слой непосредственно развивающейся грануляционной ткани. Среди рыхлого межуточного вещества между вертикальными сосудами наблюдается скопление активированных фибробластов без их упорядоченного расположения. Сосудистое русло в основном представлено вертикально идущими со дна раны тонкостенными вновь образованными сосудами, между которыми, ближе ко дну раны, располагается мышечный регенерат в виде разрозненных единичных скоплений крупных ядер с тонким ободком цитоплазмы -мышечных тубул. Дно раны представляет собой раздвинутые отечной жидкостью сохранившиеся мышечные волокна, среди которых в значительном количестве и довольно глубоко отслеживаются поврежденные волокна в состоянии репарации, которая в этой зоне протекает преимущественно по механизму наращивания длины волокна за счет формирования новых саркомеров. В мышцах бедра, отдаленных от места повреждения и не имеющих непосредственного прямого контакта с раневой полостью, прослеживается увеличение количества ядер и их активация. Отек эндомизия, характерный мышцам в зоне контакта с раной, отсутствует. Межмышечные фасции богато инфильтрированы мелкими круглоклеточными элементами с достаточной примесью нейтрофилов.

Участок раневой полости у крысы с нанесенной ВТ, отягощенной кровопотерей в объеме 15% ОЦК, через 7 сут представлен на фиг. 3 (окраска гематоксилином по Карацци и эозином. Увел. X 40, 200 и 400). На фиг. 3А представлена грануляционная ткань на месте поврежденных волокон, некротические массы в полости раны (увел. X 40), на фиг. 3Б - зона поражения с остатками взрывной смеси в виде черной бесформенной массы и прозрачных кристаллов в полостях (увел. X 200), на фиг. 3В - зона аркад и вертикальных сосудов, неупорядоченное расположение фибробластов, блуждающие клетки (увел. X 400), на фиг. 3Г - дно раны, участок сохранившихся мышечных волокон, выраженный отек межуточной ткани, отдельные волокна в состоянии репарации - наращивании саркомеров (увел. X 400).

Кроме того, экспериментально установлено, что полученные с использованием заявляемого способа ВТ у всех подопытных животных экспериментальной группы были идентичны по характеру и степени тяжести повреждений мягких тканей, их локализации, форме, площади и глубине. Характеристики полученной ВТ у каждого животного экспериментальной группы, в том числе размеры раны кожи, подкожно-жировой клетчатки, размеры мышечной раны и фасции (длины большой и малой осей овала, площади ран), глубины ран, а также объема кровопотери (15% ОЦК), рассчитанного как 6,5% от общей массы тела животного и характеризующейся незначительными изменения системной гемодинамики (повышение ЧСС, ЧД), нарушением микроциркуляции, снижением потребления кислорода и уменьшением интенсивности обменных процессов в тканях области повреждения, при сохранении стабильным до травмы и в раннем периоде ВТ количества эритроцитов крови, показателя гемоглобина, гематокрита, а также их средние значения в группах (М) и стандартные отклонения (m) представлены в таблицах 1-4. Расчет площади ран производили по методу J.I. Kundin: S=А х В х 0,785, где А, В - длина и ширина раны [37].

У каждого подопытного животного опытной и контрольной групп была получена рана с повторяемыми средними размерами: рана кожи и ГГЖК в среднем составляла 3,0±0,3 см, площадь - 6,7±0,3 см², рана мышцы и фасции - в среднем 1,8±0,2 см, площадь - 2,3±0,3 см², длина раневого канала - 1,5±0,1 см. Таким образом, полученные экспериментальные данные подтверждают, что заявляемый способ обеспечивает получение высоковоспроизводимой модели ВТ, отягощенной кровопотерей в объеме 15% ОЦК, что позволит использовать ее при проведении рутинных многократных экспериментов, перепроверок.

Использование при реализации заявляемого способа взрывных зарядов, представленных обыкновенными терочными петардами, позволяет снизить финансовые затраты на организацию взрыва, так как их стоимость составляет в среднем 52 руб. за упаковку (20 штук). Забор крови из раны сразу после нанесения ВТ и из хвоста путем отсечения его части не требует специального хирургического инструментария.

Таким образом, предложенный способ позволяет моделировать взрывные повреждения мягких тканей бедра, отягощенные кровопотерей в объеме 15% ОЦК, у мелких лабораторных животных (крыс) за счет организации взрыва путем подрыва взрывных зарядов, в качестве которых используют обыкновенные терочные петарды, обращение с которыми не требует специальных знаний и навыков, а также получение необходимого объема крови путем забора ее из раны, полученной в результате нанесения ВТ, и при отсечения части хвоста, при этом данный способ достаточно прост в исполнении, не требует использования специальных сложных устройств и приспособлений, проведения в специально оборудованных помещениях или на площадках полигонов, практичен, в связи с чем доступен исследовательским группам при соблюдении техники безопасности и имеет перспективы для широкого использования в исследовательских целях.

Экспериментально доказано, что:

- при реализации заявляемого способа на мягкие ткани действуют все поражающие факторы взрыва, которые наиболее часто встречаются в боевых условиях (ударная волна от избыточного давления, возникающего в результате горения порошкового магния и перхлората калия, осколки, представленные обрывками оболочки взрывного заряда (петарды), термическое воздействие вследствие горения порошкового магния и перхлората калия, воздействие токсических продуктов, выделяемых в процессе горения порошкового магния и перхлората калия, за исключением психоэмоционального воздействия;

- расположение взрывного заряда (петарды) у мелких лабораторных животных (крыс) в мягких тканях бедра так, чтобы его часть от места запала выступала на 2 см над поверхностью кожи, а оставшаяся часть располагалась в сформированном канале и частично (на 0,3-1,0 см) выступала с противоположной поверхности бедра через контрапертуру, обеспечивает получение повреждений мягких тканей (кожа, подкожно-жировая клетчатка, фасция, мышцы), одинаковых по размеру и глубине;

- для произведения кровопотери в объеме 15% ОЦК, не требующей системной коррекции и инфузии растворами, но вызывающей нарушение микрокровотока и обменных процессов в тканях, проводят забор крови, излившейся из раны сразу после нанесения ВТ, и недостающего объема до 15% ОЦК из хвоста животного после отсечения его части с использованием стандартного хирургического инструментария;

- заявляемый способ не требует больших финансовых затрат, связанных с приобретением сложных взрывных и вспомогательных устройств и организацию взрыва с нанесением ВТ, в том числе с получением специальных разрешений.

Вышесказанное свидетельствует о достижении цели изобретения.

Заявляемое изобретение удовлетворяет критерию «новизна», так как впервые предложен способ, позволяющий путем организации подрыва взрывных зарядов моделировать у мелких лабораторных животных (крыс) взрывные травмы - взрывные повреждения мягких тканей (кожи и мышц) в виде рваной раны кожи, подкожно-жировой клетчатки, фасции и мышц, отягощенные кровопотерей в объеме 15% ОЦК, которые имитируют кровотечение, возникающее при повреждении сосудов и/или внутренних органов, часто сопровождающее ВТ, высоковоспроизводимые, то есть идентичные по характеру и степени тяжести, локализации, форме, площади и глубине у всех животных экспериментальной группы, что весьма актуально в настоящее время и определяет перспективы его широкого использования в исследовательских целях.

Заявляемое изобретение удовлетворяет критерию «изобретательский уровень», так как в известных и доступных источниках информации (из уровня техники), содержащих описания способов моделирования взрывных травм, минно-взрывных ранений, нет сведений (не известны), из которых была бы очевидна возможность достижения положительного эффекта - получения у мелких лабораторных животных (крыс) моделей изолированных взрывных повреждений мягких тканей (кожа, подкожно-жировая клетчатка, фасция, мышцы) задней конечности в области бедра, отягощенных кровопотерей в объеме 15% ОЦК животного, причем с воспроизводимыми размерами и сходными повреждениями мягких тканей, достоверно отражающих воздействие на организм животных всех наиболее значимых поражающих факторов взрыва (взрывная волна, осколки, термическое воздействие, воздействие токсических продуктов взрыва), и целесообразность использования при этом для организации взрыва в качестве взрывных зарядов пиротехнических изделий бытового назначения в виде обыкновенных терочных петард, установки их определенным образом каждому находящемуся под наркозом животному в мягкие ткани бедра, а для произведения кровопотери - забор крови, излившейся из раны сразу после нанесения ВТ, и дополнительного объема, недостающего до 15% ОЦК, из хвоста животного после отсечения его части.

Соответствие критерию «пригодность для промышленного применения» доказывается результатами выполненных экспериментов, из которых видно, что заявляемый способ достаточно прост в проведении, предусматривает использование для организации взрыва вместо сложных и дорогостоящих устройств и приспособлений взрывных зарядов в виде пиротехнических изделий бытового назначения (обыкновенных терочных петард), обращение с которыми не требует специальных знаний и навыков, которые выпускаются отечественными производителями и доступны, изготовление которых (при необходимости в достаточном количестве и необходимых размеров) может быть организовано в условиях любой исследовательской лаборатории, не требует проведения в условиях специально оборудованных помещений или оснащенных площадок полигонов, практичен, в связи с чем доступен исследовательским группам при соблюдении техники безопасности и имеет перспективы для широкого использования в исследовательских целях.

Список литературы:

1. Актуальные вопросы совершенствования диагностики и лечения пострадавших в районах массовых бедствий: Тез. докл. на всеарм. науч. конф. 24-25 апр. 1991 г. / [Гл. ред. Нечаев Э.А.]. - Л.: ВМА, 1991. - 99 с.

2. Минно-взрывная травма / Э.А. Нечаев, А.И. Грицанов, Н.Ф. Фомин, И.П. Миннуллин; [Редкол.: Н.В. Корнилов (пред.) и др.]; Рос.НИИ травматологии и ортопедии им. P.P. Вредена. - СПб.: АОЗТ «Альд», 1994. - 487 с.

3. Неотложная медицина по Тинтиналли / Дэвид М. Клайн [и др.]; пер. с англ, под ред. И.П. Миннуллина. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2019. - 1152 с.

4. Heckbert S.R. Outcome after hemorrhagic shock in trauma patients / S.R. Heckbert, N.B. Vedder, W. Hoffman [et al.] // J. Trauma. - 1998. - V. 45(3). - P. 545-549.

5. Cannon J.W. Hemorrhagic Shock / J.W. Cannon // NEJM. - 2018. - Vol. 378, №4. - P. 370-379.

6. Гакаев Д.А. Патофизиологические изменения в организме при острой кровопотере / Д.А. Гакаев. - Текст: непосредственный // Медицина и здравоохранение: материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Казань, май 2016 г.). - Казань: Бук, 2016. - С. 37-40.

7. Kursov S.V. Krovopoterya / S.V. Kursov, V.V. Nikonov, S.N. Skoroplet //Medicina nevidkladnih staniv. - 2019. - №1. - C. 7-21. DOI: 10.22141/2224-0586.1.96.2019.158741.

8. Язвы желудка и двенадцатиперстной кишки / Н.А. Яицкий, В.М. Седов, В.П. Морозов. - М.: МЕДПРЕСС-ИНФОРМ, 2002. - 376 с.

9. Интенсивная терапия / П.Л. Марино. - М.: ГЭОТАР-М, 1998. - 640 с.

10. Брюсов П.Г. Острая кровопотеря: классификация, определение величины и тяжести / П.Г. Брюсов // Военно-медицинский журнал. - 1997. - №1. - С. 46-52.

11. Интенсивная терапия при кровопотере / Л.В. Усенко, Г.А. Шифрин. - Киев: Здоровья, 1990. - 220 с.

12. Патологическая физиология травмы и шока / В.К. Кулагин. - Ленинград: Медицина. Ленингр. отд-ние, 1978. - 296 с.

13. Ефименко И.А. Оказание хирургической помощи раненым с повреждениями сосудов конечностей / И.А. Ефименко, Е.Н. Кохан, Н.И. Галик // Ангиология и сосудистая хирургия. - 2008. - №3, Т. 14. - С. 129-132.

14. Семичев Е.В. Сравнительный анализ методов гемостаза при операциях на селезенке / Е.В. Семичев, А.Н. Байков, П.С. Бушланов [и др.] // Бюллетень сибирской медицины. - 2015. - Т. 14, №2. - С. 91-99.

15. Cocchetto D.M. Methods for vascular access and collection of body fluids from the laboratory rat / D. M. Cocchetto, T. D. Bjornsson // J. Pharm. Sci. - 1983. - Vol. 7, №2. - P. 465-492.

16. Grice H.С. Methods for obtaining blood and for intravenous injections in laboratory animals / H.C. Grice // Lab. Anim. Care. - 1964. - Vol.1 4, №6. - P. 483-493.

17. Лопухин Ю.M. Экспериментальная хирургия / Ю.M. Лопухин. - М.: Медицина, 1971. - 343 с.

18. Зыблев С.Л. Экспериментальная модель геморрагического шока / С.Л. Зыблев, З.А. Дундаров, Л.А. Мартемьянова // Проблемы здоровья и экологии. - 2013. - №1. - С. 109-113.

19. Horton М.L. Femoral venipuncture for collection of multiple blood samples in the nonanesthetized rat / M.L. Horton, CT. Olson, D.W. Hobson // Am. J. Vet. Res. - 1986. - Vol. 47, №8. - P. 1781-1782.

20. Bober R. Drawing blood from the tail artery of a rat / R. Bober // Lab Anim. - 1988. -№1. - P. 33-34.

21. Michael, W.M. Biological Effects of Blood Loss: Implication for Sampling Volumes and Techniquest / W.M. Michael, N.R. Andrew // ILAR Journal. - 1989. - Vol. 31. - P. 4-8.

22. Tsukamoto T. Animals Model for Trauma Reserch: What Are the Options?/ T. Tsukamoto, P.H. Christoph // Shock. - 2009. - Vol. 31. - P. 3-10.

23. Соловьев И.А. Особенности взрывной травмы при использовании отдельных видов средств индивидуальной бронезащиты / И.А. Соловьев, Р.В. Титов, И.А. Шперлинг [и др.] // Вестник российской военно-медицинской академии. - 2015. - №3. - С. 128-132.

24. Венгерович Н.Г. Морфологическая характеристика посттравматической регенерации скелетных мышц при экспериментальной взрывной травме / Н.Г. Венгерович, И.А. Шперлинг, Ю.В. Юркевич [и др.] // Бюллетень сибирской медицины. - 2015. - Т. 14, №4. - С. 17-24. DOI: 10.20538/1682-0363-2015-4-17-24

25. Mykhaylusov R.N. Abiological layer design of fire wounds of soft tissues / R.N. Mykhaylusov, V.V. Negoduyko, Yu.V. Prikhodko // Eksperymentalna i klinichna medytsyna. - 2016. - №4. - P. 144-147.

26. Чиж H.A. Модель минно-взрывной травмы \ H.A. Чиж, Г.А. Ковалев, И.В. Белочкина [и др.] // Клинична хирургия. - 2019. - Т.86, №1. - С. 61-64. DOI: 10.26779/2522-1396.2019.01.61.

27. Ковалев Г.А. Морфологическое исследование тканей после минно-взрывной травмы в эксперименте / Г.А. Ковалев, Н.А. Чиж, В.В. Волина [и др.] // Морфология. - 2019. - Т.13, №2. - С. 45-53. DOI: 10.26641/1997-9665.2019.2.45-53.

28. Смирнова А.В. Особенности проведения анестезии у крыс при полостных операциях / А.В. Смирнова, Л.Д. Лагутина, И.Е. Трубицына [и др.] // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. - 2012. - №5. - С. 62-65.

29. ГОСТ Р 51270-99. «Изделия пиротехнические. Общие требования безопасности» (с изменениями от 11 июня 2010 г.). - М.: ИПК Издательство стандартов. - 1999. - 11 с.

30. Клетки крови / Г.И. Козинец, В.М. Погорелов, Д.А. Шмаров [и др.] // Современные технологии и их анализ. - М., 2002. - 200 с.

31. A. Experimental models of hemorrhagic shock: a review / A. Z. D. Garbaisz [et al.] // Eur Surg Res. - 2013. - Vol. 50, №2. - P. 57-70.

32. Монитор пациента IM-10. Руководство пользователя. - M.: ЗАО «Ист Медикал». - 96 с.

33. Крупаткин А.И. Функциональная оценка периваскулярной иннервации конечностей с помощью лазерной допплеровской флоуметрии / А.И. Крупаткин, В.В. Сидоров, М.В. Меркулов [и др.]. - М.: Медицина. - 2004. - 26 с.

34. Кречина Е.К. Микроциркуляция в тканях десны пародонта / Е.К. Кречина, В.И. Козлов, В.В. Маслова. - М.: ГЭОТАР-Медиа. - 2007. - 80 с.

35. Гематологический анализатор Abacus Junior 30 ND. Руководство пользователя. - М.: Медика Продакт. - 64 с.

36. Основы гистологической техники / [Д.Э. Коржевский и др.]. - СПб: СпецЛит, - 2010. - 95 с.

37. Kundin J.I. A new way to size up a wound // Am. J. Nurs - 1989. - Vol. 89. - P. 206-207.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной медицине, военно-полевой хирургии и травматологии, и может быть использовано для моделирования взрывной травмы мягких тканей конечности, отягощенной кровопотерей. Осуществляют нанесение травмы на предварительно выстриженную поверхность бедра находящегося под наркозом мелкого лабораторного животного - крысы. Травму наносят за счет организации взрыва путем подрыва взрывного заряда, в качестве которого используют пиротехническое изделие бытового назначения - обыкновенную терочную петарду Корсар-2, которую устанавливают в бедре крысы на расстоянии 1,0-1,3 см от кости в канале длиной 2,0-2,5 см, сформированном в области расположения полусухожильной, полуперепончатой и двухглавой мышц бедра через линейный разрез кожи длиной 0,8-1,0 см, выполненный в средней трети латеральной поверхности бедра крысы параллельно длиннику бедренной кости, для чего тупым способом с помощью зажима, минимально травмируя ткани, раздвигают кожу и расслаивают мышцы бедра. Петарду Корсар-2 устанавливают таким образом, чтобы ее часть от места запала выступала на 2 см над поверхностью кожи, а оставшаяся часть располагалась в сформированном канале и частично, а именно на 0,3-1,0 см, выступала из контрапертуры на противоположной поверхности бедра. Дополнительно предусматривают отягощение травмы за счет произведения кровопотери в объеме 15% объема циркулирующей крови - ОЦК - путем забора крови, излившейся из раны сразу после нанесения травмы, и из сосудов хвоста крысы после отсечения его части. Из хвоста забирают количество крови, недостающее до 15% ОЦК, вычисленного из расчета, что ОЦК составляет 6,5% массы тела крысы. Для моделирования изолированной взрывной травмы мягких тканей конечности, отягощенной кровопотерей, используют крыс с массой тела 320±30 г. Способ обеспечивает возможность моделирования взрывного повреждения мягких тканей бедра, отягощенного кровопотерей в объеме 15% ОЦК, у мелких лабораторных животных (крыс) за счет организации взрыва путем подрыва взрывных зарядов, в качестве которых используют обыкновенные терочные петарды, а также получения необходимого объема крови путем забора ее из раны, полученной в результате нанесения взрывной травмы, и при отсечении части хвоста. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл., 3 пр.

1. Способ моделирования взрывной травмы мягких тканей конечности, отягощенной кровопотерей, включающий нанесение травмы на предварительно выстриженную поверхность бедра находящегося под наркозом мелкого лабораторного животного - крысы, отличающийся тем, что предусматривает нанесение травмы за счет организации взрыва путем подрыва взрывного заряда, в качестве которого используют пиротехническое изделие бытового назначения - обыкновенную терочную петарду Корсар-2, которую устанавливают в бедре крысы на расстоянии 1,0-1,3 см от кости в канале длиной 2,0-2,5 см, сформированном в области расположения полусухожильной, полуперепончатой и двухглавой мышц бедра через линейный разрез кожи длиной 0,8-1,0 см, выполненный в средней трети латеральной поверхности бедра крысы параллельно длиннику бедренной кости, для чего тупым способом с помощью зажима, минимально травмируя ткани, раздвигают кожу и расслаивают мышцы бедра, при этом устанавливают петарду Корсар-2 таким образом, чтобы ее часть от места запала выступала на 2 см над поверхностью кожи, а оставшаяся часть располагалась в сформированном канале и частично, а именно на 0,3-1,0 см, выступала из контрапертуры на противоположной поверхности бедра, дополнительно предусматривают отягощение травмы за счет произведения кровопотери в объеме 15% объема циркулирующей крови - ОЦК - путем забора крови, излившейся из раны сразу после нанесения травмы, и из сосудов хвоста крысы после отсечения его части, при этом из хвоста забирают количество крови, недостающее до 15% ОЦК, вычисленного из расчета, что ОЦК составляет 6,5% массы тела крысы, причем для моделирования изолированной взрывной травмы мягких тканей конечности, отягощенной кровопотерей, используют крыс с массой тела 320±30 г.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что петарда Корсар-2 представляет собой картонный оболочечный контейнер длиной 4,8-5,0 см и радиусом 0,8 см, с толщиной оболочки 1,2 мм, начиненный пиротехнической смесью - порошковым магнием и перхлоратом калия, герметизация которых выполнена цементно-силикатной смесью.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взрыв организуют в контейнере, который имеет размеры 100×60×60 см.