摘要： 首先基于頭部動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)與激波管和外場(chǎng)實(shí)彈實(shí)爆測(cè)試環(huán)境，驗(yàn)證了眼部裝備（護(hù)目鏡和風(fēng)鏡）的防護(hù)性能。研究結(jié)果表明，風(fēng)鏡防護(hù)性能更優(yōu)，建議給執(zhí)勤人員配發(fā)兼容防紫外、強(qiáng)光、煙霧和防破片功能的風(fēng)鏡產(chǎn)品，以提高相關(guān)人員眼部防護(hù)能力。此后，研究眼部爆震傷后組織損傷、功能改變及市售風(fēng)鏡動(dòng)物實(shí)驗(yàn)版的防護(hù)作用與機(jī)制，為防治眼部爆震傷及風(fēng)鏡后續(xù)的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供理論依據(jù)。選用比格犬和C57 小鼠進(jìn)行相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，通過(guò)HE、Tunel、Nissl 染色、視覺(jué)電生理檢查等檢測(cè)方法，發(fā)現(xiàn)隨著沖擊波強(qiáng)度的提高和傷后時(shí)間的延長(zhǎng)，視網(wǎng)膜損傷程度和細(xì)胞凋亡程度均提高， 其中神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層（ ganglion cell layer， GCL） 和光感受器內(nèi)外節(jié)交界處（ layer of photoreceptorinner/outer segments， IS/OS）受到的損傷最嚴(yán)重；進(jìn)一步研究分子變化發(fā)現(xiàn)，自噬相關(guān)調(diào)節(jié)蛋白SQSTM1/p62（P ＜ 0.000 1）和LC3-Ⅱ（P = 0.843 7）、LC3-Ⅰ（P = 0.003）的表達(dá)量明顯增高，說(shuō)明視網(wǎng)膜損傷一定程度上是由爆震傷后自噬增強(qiáng)這一機(jī)制導(dǎo)致的。市售風(fēng)鏡的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)版能夠有效減輕沖擊波對(duì)視網(wǎng)膜的損傷，保護(hù)RNFL、INL/ONL、GCL 和IS/OS 的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，與其他組相比，3.5 MPa 組防護(hù)組與損傷組視網(wǎng)膜損傷和細(xì)胞凋亡程度差異最顯著，推測(cè)該強(qiáng)度下防護(hù)風(fēng)鏡發(fā)揮了最大的保護(hù)作用，保護(hù)機(jī)制與防護(hù)降低視網(wǎng)膜細(xì)胞自噬相關(guān)。

關(guān)鍵詞： 比格犬；眼部爆震傷；防護(hù)風(fēng)鏡；視網(wǎng)膜；線粒體；自噬

中圖分類號(hào)： O389 國(guó)標(biāo)學(xué)科代碼： 13035 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

21 世紀(jì)以來(lái)，隨著科技的快速發(fā)展及世界范圍內(nèi)熱點(diǎn)地區(qū)沖突不斷，爆炸性恐怖襲擊、軍事沖突、工業(yè)事故等所引起的爆震傷事件頻頻發(fā)生，爆震傷對(duì)人體健康的威脅日益凸顯。眼球作為身體內(nèi)最重要、復(fù)雜、脆弱的器官之一，極易受到?jīng)_擊波的損傷[1-3]。由于眼球結(jié)構(gòu)的特殊性，多種類型的爆震性損傷均能對(duì)其造成傷害，如：初級(jí)及三級(jí)爆震性損傷可造成眼球破裂，二級(jí)爆震性損傷可導(dǎo)致眼部穿通傷或貫通傷，而混合爆震性損傷還可以導(dǎo)致眼部燒傷。美軍對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)傷亡的數(shù)據(jù)分析顯示，20% 的士兵在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)中經(jīng)歷了頭面部損傷，其中83.3% 是由爆炸造成的[4-6]。有調(diào)查顯示，爆炸沖擊波可以造成眼部結(jié)構(gòu)破壞，直接影響超過(guò)半數(shù)執(zhí)勤人員的戰(zhàn)斗能力。既往研究[7-9] 顯示，當(dāng)沖擊波超壓峰值達(dá)到120～210 kPa 時(shí)，即可引起小鼠視力顯著下降，甚至失明。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究人員開(kāi)始關(guān)注爆震傷對(duì)眼部的影響及其防治策略，如何做好個(gè)體防護(hù)已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。既往研究[10] 證實(shí)，無(wú)論是軍事行動(dòng)中還是日常生活中，90% 的眼爆震傷都可通過(guò)正確佩戴個(gè)體防護(hù)裝備得到有效防護(hù)。因此，外軍特別是美軍一直以來(lái)都非常重視執(zhí)勤人員眼部防護(hù)技術(shù)的發(fā)展，陸續(xù)研制并裝備了多款眼部防護(hù)產(chǎn)品[11-12]。2017－2018 年間，美軍對(duì)現(xiàn)有防護(hù)眼鏡（主要是護(hù)目鏡和風(fēng)鏡）進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)，同時(shí)對(duì)其沖擊波防護(hù)效果進(jìn)行了評(píng)估，提示佩戴防護(hù)鏡可提高眼部防護(hù)能力，有效減少戰(zhàn)斗減員[12-16]。

目前，國(guó)際上已有多個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了眼部爆震傷的研究[17]，但我國(guó)對(duì)眼爆震傷的損傷機(jī)制及其防護(hù)的相關(guān)研究仍然處于初級(jí)階段。既往雖然對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)防護(hù)技術(shù)進(jìn)行了一些初步研究，但對(duì)基于眼部防護(hù)產(chǎn)品的生物體視覺(jué)系統(tǒng)致傷機(jī)理和防護(hù)機(jī)制并未進(jìn)行深入研究。因此，希望通過(guò)本研究深入了解爆震傷對(duì)眼部視網(wǎng)膜損傷的影響及機(jī)制，為防護(hù)措施和治療策略的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論支持。本文中，首次建立結(jié)合眼部防護(hù)設(shè)備的動(dòng)物爆震傷沖擊模型，同時(shí)針對(duì)爆炸沖擊致生物體視覺(jué)系統(tǒng)防護(hù)“后效應(yīng)”開(kāi)展組織損傷和機(jī)能障礙改變研究，從而為防、治爆炸沖擊致視覺(jué)系統(tǒng)損傷提供理論依據(jù)，為我國(guó)眼部防護(hù)及相關(guān)設(shè)備的研發(fā)與優(yōu)化提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 基于物理模型的防護(hù)產(chǎn)品對(duì)比測(cè)試

分別基于外場(chǎng)實(shí)彈實(shí)爆環(huán)境和激波管實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)展眼部防護(hù)裝備沖擊波防護(hù)性能測(cè)試，具體實(shí)驗(yàn)條件描述如下。

1.1.1 外場(chǎng)實(shí)彈實(shí)爆環(huán)境

實(shí)驗(yàn)中采用7 kg TNT 裸裝炸藥球，在距離爆炸中心3.8 m 處布放仿真物理頭部模型開(kāi)展眼部防護(hù)裝備考核評(píng)測(cè)。經(jīng)初步計(jì)算[18] 可知，7 kg TNT 當(dāng)量炸藥爆炸，在3.8 m 半徑距離上，產(chǎn)生的沖擊波超壓峰值約為200 kPa。

1.1.2 激波管實(shí)驗(yàn)環(huán)境

基于中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所的高溫燃?xì)饧げü?，?gòu)建超壓峰值為100～300 kPa、持續(xù)作用時(shí)間為1～5 ms 的沖擊波作用環(huán)境。

1.1.3 防護(hù)產(chǎn)品

本實(shí)驗(yàn)中，護(hù)目鏡和風(fēng)鏡均選用市售個(gè)體防護(hù)成熟產(chǎn)品，具體外形結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。頭部測(cè)試系統(tǒng)與激波管實(shí)驗(yàn)平臺(tái)已在前期工作中進(jìn)行了詳細(xì)介紹[19]，利用玻璃鋼手糊成型、具有中國(guó)人體尺寸的頭部模型作為承載平臺(tái)，分別在激波管環(huán)境和外場(chǎng)實(shí)彈實(shí)爆環(huán)境下對(duì)眼部防護(hù)產(chǎn)品的沖擊波防護(hù)性能進(jìn)行考核并提出合理的現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)建議措施。

1.2 BST-Ⅰ型生物激波管

采用陸軍特色醫(yī)學(xué)中心研制的生物激波管開(kāi)展沖擊致傷試驗(yàn)[20]。激波管全長(zhǎng)39.0 m，由驅(qū)動(dòng)段、擴(kuò)張段、過(guò)渡段、試驗(yàn)段、消波段及附屬設(shè)備、空氣壓縮機(jī)、高壓氣罐等組成，采用雙夾膜結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)段長(zhǎng)1.41 m，內(nèi)徑為0.348 m；擴(kuò)張段長(zhǎng)1.0 m，內(nèi)徑為0.348～1.000 m；過(guò)渡段和試驗(yàn)段共長(zhǎng)24.0 m，消波段長(zhǎng)11.0 m，內(nèi)徑為1.0 m。夾膜采用4 mm × 4 mm 的鋁制膜片。

當(dāng)激波管驅(qū)動(dòng)段壓力設(shè)置為3.5、4.0、4.5 和5.5 MPa 時(shí)，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物所放置位置處，空氣流場(chǎng)的超壓峰值分別約為350、400、450 和550 kPa。

為了深入了解爆震傷對(duì)眼部的具體影響，本實(shí)驗(yàn)中首先選用比格犬作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，模擬人體環(huán)境，初步明確爆震傷對(duì)眼部的具體影響，進(jìn)而選用小鼠進(jìn)行機(jī)制的研究。所有實(shí)驗(yàn)均經(jīng)過(guò)道德倫理測(cè)試，倫理審查編號(hào)為IACUC – 20241337。

1.3 比格犬及分組

1.3.1 不同沖擊波強(qiáng)度

雄性比格犬10 只。設(shè)置激波管驅(qū)動(dòng)段壓力分別為3.5、4.0、4.5 和5.5 MPa 進(jìn)行爆炸沖擊致傷試驗(yàn)，其中4.5 MPa 試驗(yàn)組4 只比格犬，其余每組2 只比格犬。試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)犬1 只眼睛佩戴市售風(fēng)鏡動(dòng)物實(shí)驗(yàn)版進(jìn)行防護(hù)（定制與試驗(yàn)犬眼部結(jié)構(gòu)相適配的風(fēng)鏡外框，配套采用與上述個(gè)體防護(hù)風(fēng)鏡產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料完全一致的鏡片產(chǎn)品）作為防護(hù)組，另1 只眼睛呈暴露狀態(tài)作為對(duì)照組。3.5、4.0 和5.5 MPa 組爆震傷后3 h 取樣，4.5 MPa 組試驗(yàn)犬爆炸后分別在3 和6 h 取樣。爆炸時(shí)，麻醉比格犬頭部及四肢固定于特質(zhì)金屬架，固定方向?yàn)楸莻?cè)朝向激波管驅(qū)動(dòng)端，金屬架置于距離激波管試驗(yàn)段末端擋板前10 cm 處，末端呈封閉狀態(tài)。共收集10 組眼球標(biāo)本，隨后進(jìn)行HE、Tunel 與Nissl 染色，觀察其視網(wǎng)膜各層的結(jié)構(gòu)改變。

1.3.2 4.5 MPa 激波強(qiáng)度

雄性比格犬6 只，設(shè)置激波管驅(qū)動(dòng)段壓力為4.5 MPa 開(kāi)展爆炸沖擊致傷試驗(yàn)。對(duì)每只比格犬左眼進(jìn)行防護(hù)，防護(hù)方法與1.3.1 節(jié)中相同，于爆震傷后3 h 取樣。共收集6 組眼球標(biāo)本，隨后進(jìn)行HE、Tunel 和Nissl 染色，觀察其視網(wǎng)膜各層的結(jié)構(gòu)改變。

1.4 C57/B6J 小鼠及分組

雄性C57/B6J 小鼠共30 只，將每只C57/B6J 小鼠用1% 戊巴比妥鈉麻醉后單獨(dú)放入固定籠位中，小鼠在籠中不能轉(zhuǎn)身，將固定籠的方向調(diào)整為鼻側(cè)朝向激波管驅(qū)動(dòng)段，固定籠置于固定架上，并將固定架置于距離激波管試驗(yàn)段末端擋板前10 cm 處，末端呈封閉狀態(tài)。試驗(yàn)時(shí)，激波管驅(qū)動(dòng)段壓力分別設(shè)置為4.5 和3.5 MPa。因小鼠頭部體積過(guò)小，無(wú)法對(duì)其單眼進(jìn)行有效防護(hù)，因此利用驅(qū)動(dòng)段壓力3.5 MPa 作為防護(hù)組，4.5 MPa 作為損傷組。共收集30 組眼球標(biāo)本，進(jìn)行HE、Tunel 和Nissl 染色，觀察其視網(wǎng)膜各層的結(jié)構(gòu)改變。

1.5 Tunel 染色

Tunel 染色是一種用于檢測(cè)細(xì)胞凋亡中DNA 片段化的常用技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞凋亡的定性和定量分析，其分析指標(biāo)包括熒光強(qiáng)度和細(xì)胞凋亡數(shù)目等。將比格犬和小鼠的眼球石蠟切片在二甲苯中脫蠟5～10 min。換用新鮮的二甲苯，再脫蠟5～10 min。無(wú)系列乙醇（100%、95%、85%、75%）復(fù)水，每梯度3 min。蒸餾水浸泡2 min。滴加20 μg/ml 不含DNase 的蛋白酶K，20～37 ℃ 作用15～30 min。PBS洗滌3 次。根據(jù)試劑盒說(shuō)明書(shū)配制適當(dāng)量的TUNEL 檢測(cè)液（碧云天，C1090），在樣品上加50 μl TUNEL檢測(cè)液，37 ℃ 避光孵育60 min。PBS 或HBSS 洗滌3 次。用抗熒光淬滅封片液封片后熒光顯微鏡下觀察。

1.6 HE 染色

視網(wǎng)膜HE 染色是一種常用的組織學(xué)染色技術(shù)，用于觀察視網(wǎng)膜組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)，其分析指標(biāo)包括視網(wǎng)膜的層次結(jié)構(gòu)、各層厚度、細(xì)胞數(shù)量和排列以及病理變化等。將比格犬和小鼠的眼球石蠟切片在二甲苯中脫蠟5～10 min。換用新鮮的二甲苯，再脫蠟5～10min。系列乙醇（100%、95%、85%、75%）復(fù)水，每梯度3 min。蒸餾水浸泡2 min。蘇木素染液染色10 min，蒸餾水洗去浮色。分化液分化10～60 s，自來(lái)水滴加或浸洗2 次，每次3～5 min。置伊紅染液90 s，傾去多余染色液后快速脫水。脫水，透明，封片后觀察。

1.7 Nissl 染色

Nissl 染色是一種用于顯示細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的組織學(xué)染色技術(shù)，其敏感指標(biāo)包括細(xì)胞核染色、陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)、尼氏小體的形態(tài)和分布等。將比格犬和小鼠的眼球石蠟切片在二甲苯中脫蠟5～10 min。換用新鮮的二甲苯，再脫蠟5～10 min。系列乙醇（100%、95%、85%、75%）復(fù)水，每梯度3 min。蒸餾水浸泡2 min。用尼氏染色液（甲苯胺藍(lán)法）置于50～60 ℃ 溫箱浸染20～40 min。蒸餾水漂洗切片。95% 乙醇迅速分化。無(wú)水乙醇脫水，二甲苯透明，中性樹(shù)膠封固后觀察。

1.8 電鏡

視網(wǎng)膜電鏡檢查多用于觀察視網(wǎng)膜細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)，包括自噬溶酶體等各種細(xì)胞器、吞噬泡等各類膜性結(jié)構(gòu)等。將比格犬和小鼠的眼球標(biāo)本在2.5% 的戊二醛溶液中4 ℃ 固定過(guò)夜，然后按下列步驟處理樣品：倒掉固定液，用濃度為0.1 M（即0.1 mol/L）、pH=7.0 的磷酸緩沖液漂洗樣品3 次，每次15 min；用1% 的鋨酸溶液固定樣品1～2 h；倒掉固定液，用濃度為0.1 M、pH=7.0 的磷酸緩沖液漂洗樣品3 次，每次15 min；用梯度濃度（50%、70%、80%、90% 和95%）的乙醇溶液對(duì)樣品進(jìn)行脫水處理，每種濃度處理15 min，再用100% 的乙醇處理一次，每次20 min；最后過(guò)渡到純丙酮處理20 min；用包埋劑與丙酮體積比為1∶1 的混合液處理樣品1 h；用包埋劑與丙3 酮體積比為3∶1 的混合液處理樣品3 h；純包埋劑處理樣品過(guò)夜；將經(jīng)過(guò)滲透處理的樣品包埋起來(lái)，70 ℃ 加熱過(guò)夜，即得到包埋好的樣品。樣品在Reichert 超薄切片機(jī)中切片，獲得厚度為70～90 nm 的切片，該切片經(jīng)檸檬酸鉛溶液和醋酸雙氧鈾50% 乙醇飽和溶液各染色15 min，即可在透射電鏡中觀察。

1.9 視覺(jué)電生理檢查

提前12 h 對(duì)大鼠進(jìn)行暗適應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn)暗室紅光環(huán)境下，使用法國(guó)邁威視覺(jué)電生理檢查儀參照ISCEV 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行視覺(jué)電生理檢查。具體操作步驟如下：常規(guī)麻醉（3 mL/MPa 1% 戊巴比妥鈉 +50 μL50% 速眠新）及復(fù)方托比卡胺滴眼液散瞳后，將麻醉好的小鼠置于電生理操作臺(tái)上固定，滴入1～2 滴鹽酸奧布卡因滴眼液進(jìn)行眼球表面麻醉，隨后安放電極依次進(jìn)行視網(wǎng)膜電圖（electroretinogram， ERG）和視覺(jué)誘發(fā)電位（visual evoked potential， VEP）的檢測(cè)。將ERG 作用電極（Ag-Cl 環(huán)狀電極）放于角膜上，參考電極（不銹鋼針狀電極）插入小鼠臉頰皮下，接地電極（不銹鋼針狀電極）插入小鼠尾部皮下。VEP 記錄電極均為不銹鋼針狀電極，作用電極置于兩耳連線中心皮下，參考電極和接地電極位置同ERG 作用電極。ERG 結(jié)果分析時(shí)選取暗適應(yīng)3.0 反應(yīng)b 波幅值、明適應(yīng)3.0 反應(yīng)b 波幅值和OPS 反應(yīng)的O2 波幅值。VEP 結(jié)果分析時(shí)選取P2 波峰時(shí)值和幅值。

1.10 WB 檢測(cè)

取新鮮比格犬或小鼠的視網(wǎng)膜組織放于100 mL 裂解液中，置于冰上裂解1 h，取2 μL 用BCA 試劑盒檢測(cè)蛋白濃度，按照標(biāo)準(zhǔn)公式計(jì)算樣品上樣量。將25 mL 5xloading buffer 加入含有腦組織的裂解液中，100 ℃ 水浴10 min，12 000g 離心15 min，取上清用于檢測(cè)。在12% 的分離膠和5% 的濃縮膠中進(jìn)行蛋白電泳，每孔上樣蛋白總量為30 μg，按恒壓80 和120 V 分別跑濃縮膠和分離膠。恒壓110 V 電轉(zhuǎn)至PVDF 膜，5% 牛血清白蛋白封閉1 h。一抗根據(jù)試劑商說(shuō)明書(shū)稀釋濃度用1xTBST 進(jìn)行稀釋后4 ℃ 過(guò)夜。對(duì)應(yīng)種屬二抗孵育1 h 后凝膠成像設(shè)備曝光。

1.11 數(shù)據(jù)處理

在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，每只小鼠進(jìn)行3 次技術(shù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)數(shù)據(jù)求平均值。每組的3 個(gè)平均值用于組間統(tǒng)計(jì)比較。

在病理實(shí)驗(yàn)中，每組3 只小鼠的一個(gè)切片在免疫熒光激光共聚焦顯微鏡下觀察，從每個(gè)切片中隨機(jī)選擇3 個(gè)視野以定量檢測(cè)指標(biāo)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均。每組得到的3 個(gè)平均值用于組間統(tǒng)計(jì)比較。

1.12 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

統(tǒng)計(jì)分析采用Prism 軟件9.0 版。每組的所有值均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。根據(jù)方差的齊性，選擇使用參數(shù)和非參數(shù)檢驗(yàn)。根據(jù)不同的比較情況，使用Student t 檢驗(yàn)或單因素方差分析以及Sidak 或Turkey 的多重比較檢驗(yàn)來(lái)分析統(tǒng)計(jì)差異。P＜0.05 表明差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 基于物理模型的防護(hù)產(chǎn)品對(duì)比測(cè)試結(jié)果分析

2.1.1 激波管測(cè)試環(huán)境

太陽(yáng)鏡和風(fēng)鏡的防護(hù)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置如圖2 所示，對(duì)照組為無(wú)眼部防護(hù)裝備（裸頭模）。圖3 為了3 種不同防護(hù)狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由圖3（a） 可知，在裸頭模、佩戴太陽(yáng)鏡和風(fēng)鏡的測(cè)試條件下，噴管出口處傳感器測(cè)試3 次試驗(yàn)所得沖擊波波形基本一致，超壓峰值分別為192、203 和206 kPa。所有數(shù)據(jù)至少重復(fù)測(cè)量3 次。對(duì)比3 種不同狀態(tài)頭模測(cè)試結(jié)果可知（圖3（b）），佩戴太陽(yáng)鏡和風(fēng)鏡可實(shí)現(xiàn)對(duì)眼部的有效防護(hù)，超壓峰值分別由397 kPa 下降至約311 和166 kPa，且風(fēng)鏡的防護(hù)效果更佳。

2.1.2 外場(chǎng)實(shí)彈實(shí)爆環(huán)境

圖4 為在外場(chǎng)實(shí)彈實(shí)爆考核測(cè)試環(huán)境下，裸頭模、佩戴太陽(yáng)鏡和風(fēng)鏡頭模的防護(hù)性能測(cè)試結(jié)果。其中，圖4（a） 為自由場(chǎng)所測(cè)超壓-時(shí)間（Δp-t）曲線，圖4（b） 為裸頭模、佩戴護(hù)目鏡和風(fēng)鏡頭模所測(cè)超壓-時(shí)間（Δp-t）曲線。由圖4 可知，佩戴太陽(yáng)鏡和風(fēng)鏡可有效保護(hù)執(zhí)勤人員眼部免受爆炸沖擊傷害，且風(fēng)鏡的防護(hù)效果明顯優(yōu)于護(hù)目鏡。與裸頭模相比，佩戴護(hù)目鏡后，頭模眼部爆炸沖擊波超壓峰值下降72.2%，佩戴風(fēng)鏡后下降約80%，該測(cè)試結(jié)果與激波管測(cè)試結(jié)果一致。所有數(shù)據(jù)至少重復(fù)測(cè)量3 次。因此，結(jié)合實(shí)際訓(xùn)練、演訓(xùn)情況，建議給執(zhí)勤人員隊(duì)配發(fā)兼容防紫外、強(qiáng)光、煙霧和防破片功能的風(fēng)鏡防護(hù)產(chǎn)品。

2.2 生物體防護(hù)效應(yīng)分析

本研究中同時(shí)選用比格犬和小鼠建立了動(dòng)物爆炸沖擊波損傷模型。比格犬在生理結(jié)構(gòu)、代謝途徑和遺傳背景等方面與人類更接近；且大動(dòng)物模型可以模擬爆炸沖擊波損傷的復(fù)雜性和多樣性，可更深入地研究疾病的發(fā)病機(jī)制、病理變化、疾病進(jìn)程以及防治措施。為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有真實(shí)性和可靠性，選用小鼠建立爆炸沖擊波損傷模型進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證。

2.2.1 爆炸沖擊波對(duì)比格犬視網(wǎng)膜病理形態(tài)學(xué)的影響

為了觀察爆炸沖擊波對(duì)比格犬視網(wǎng)膜病理形態(tài)學(xué)的影響，本研究中采用了HE 染色法（圖5）。與防護(hù)組相比，損傷組的視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層（retinal nerve fiber layer，RNFL）和內(nèi)外核層（inner nuclear layer/outer nuclear layer，INL/ONL）厚度均減?。▓D6）。其中，INL 厚度減小最顯著，提示其可能對(duì)沖擊波損傷最敏感。試驗(yàn)結(jié)果同時(shí)提示，視網(wǎng)膜損傷程度與沖擊波強(qiáng)度正相關(guān)。但值得注意的是，5.5 MPa 組視網(wǎng)膜損傷程度最低，不排除與動(dòng)物個(gè)體差異相關(guān)。同時(shí)，3.5 MPa 組與其他組相比，防護(hù)前后視網(wǎng)膜厚度差異最大，可知該強(qiáng)度下防護(hù)發(fā)揮了最大的保護(hù)作用。5.5 MPa 組視網(wǎng)膜厚度差異最小，由于實(shí)驗(yàn)犬?dāng)?shù)量有限，不除外與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物個(gè)體差異性有關(guān)，因此進(jìn)一步選用雄性C57/B6J 小鼠進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。

HE 結(jié)果（圖7）顯示，防護(hù)組的RNFL、INL 和ONL 厚度均大于損傷組，說(shuō)明市售風(fēng)鏡動(dòng)物實(shí)驗(yàn)版可有效減輕沖擊波對(duì)視網(wǎng)膜的損傷。此外，在4.5 MPa 測(cè)試條件下，與沖擊波損傷3 h 相比，6 h 實(shí)驗(yàn)組的INL 和ONL 組織較厚，如圖8（a）～（b） 所示，提示可能在急性損傷后，視網(wǎng)膜有一定程度的恢復(fù)。此外，分別計(jì)算了3 h 實(shí)驗(yàn)組和6 h 實(shí)驗(yàn)組的INL/ONL 比值（圖8（c）），發(fā)現(xiàn)該比值隨著時(shí)間的推移而增大，且損傷組的增大幅度更大。這是由于INL 相對(duì)于ONL 具有更快的恢復(fù)能力。

為了檢測(cè)沖擊波對(duì)視網(wǎng)膜細(xì)胞凋亡的影響，采用Tunel 染色法，將凋亡細(xì)胞標(biāo)記為綠色熒光（圖9～10）。由圖9 可以看出，在不同強(qiáng)度的沖擊波損傷后，損傷組的RNFL、INL 和ONL 厚度均低于防護(hù)組，說(shuō)明防護(hù)措施有效地保護(hù)了視網(wǎng)膜細(xì)胞免受凋亡。在各個(gè)視網(wǎng)膜層中，發(fā)現(xiàn)光感受器內(nèi)外節(jié)交界處（inner segment/outer segment，IS/OS）的凋亡信號(hào)最強(qiáng)烈，表明光感受器細(xì)胞（photoreceptor）可能對(duì)沖擊波損傷最敏感靶點(diǎn)，凋亡細(xì)胞最多。進(jìn)一步測(cè)量IS/OS 層的厚度（圖11），分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)不同強(qiáng)度的沖擊波損傷后，損傷組IS/OS 層的厚度小于防護(hù)組。這說(shuō)明沖擊波可能導(dǎo)致了IS/OS 層細(xì)胞的凋亡。其中，3.5 MPa 損傷組IS/OS 層與防護(hù)組相比，差異最顯著，推測(cè)在該強(qiáng)度下視網(wǎng)膜防護(hù)措施發(fā)揮了最大的作用。

對(duì)4.5 MPa 測(cè)試條件下爆炸后不同時(shí)間點(diǎn)的防護(hù)組和損傷組的IS/OS 厚度（圖10）進(jìn)行了測(cè)量和統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果（圖12）顯示，該值隨著時(shí)間的推移而增大，表明感光細(xì)胞整體有一定的恢復(fù)能力。相比于損傷組，防護(hù)組的IS/OS 值增大更明顯，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)防護(hù)措施的保護(hù)作用不僅體現(xiàn)在直接降低視網(wǎng)膜的損傷程度，也體現(xiàn)在保護(hù)視網(wǎng)膜的修復(fù)潛力。

2.2.2 爆炸沖擊波對(duì)比格犬視網(wǎng)膜RGCs 的影響

HE 染色結(jié)果（圖5 和7）顯示，沖擊波損傷后3 h 與6 h 組RNFL 厚度沒(méi)有明顯變化，提示沖擊波會(huì)對(duì)RNFL 造成的不可逆損傷，可能與視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞不可再生的特征相關(guān)。使用與通過(guò)視乳頭相鄰的切片，以盡量減少視網(wǎng)膜厚度和位置的變化。對(duì)每只動(dòng)物至少有2 個(gè)切片的計(jì)數(shù)取平均值。每張染色切片自視乳頭起，于50×放大倍數(shù)平均取8 個(gè)區(qū)域，定義為單位視野。對(duì)單位視野下視網(wǎng)膜中RGC 數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，該結(jié)果與損傷組單位視野下的RGC 數(shù)量減少相吻合（圖13），說(shuō)明沖擊波對(duì)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層及其突觸均造成了一定損傷。同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)在4.5 MPa 測(cè)試條件下，相對(duì)3 h 實(shí)驗(yàn)組而言， 6 h 實(shí)驗(yàn)組RGC 的數(shù)量并不會(huì)隨著爆炸后時(shí)間的延長(zhǎng)而恢復(fù)，而是呈現(xiàn)穩(wěn)定的狀態(tài)（圖14），與RNFL 厚度的變化趨勢(shì)相似。這可能是由于RGC 及其軸突對(duì)沖擊波損傷的修復(fù)能力較差，或者是其損傷機(jī)制與其他細(xì)胞不同導(dǎo)致。

通過(guò)Tunel 染色法，對(duì)不同強(qiáng)度沖擊波損傷后，各組視網(wǎng)膜單位視野下RGC 的凋亡數(shù)量進(jìn)行了量化（圖15），發(fā)現(xiàn)不同激波強(qiáng)度下，損傷組的RGC 凋亡數(shù)量均顯著大于防護(hù)組（P ＜ 0.001），說(shuō)明防護(hù)措施對(duì)RGC 層具有較強(qiáng)的保護(hù)能力。對(duì)4.5 MPa 測(cè)試條件下爆炸后不同時(shí)間點(diǎn)的防護(hù)組和損傷組單位視野下各組RGC 的凋亡數(shù)量進(jìn)行了量化（圖16），結(jié)果顯示，相比于損傷組，防護(hù)組RGC 的凋亡數(shù)量隨時(shí)間變化更顯著（P = 0.000 3），凋亡細(xì)胞數(shù)目逐漸減少趨于正常值，這也表明防護(hù)措施不僅可以減弱沖擊波對(duì)視網(wǎng)膜細(xì)胞的即時(shí)損傷，還在一定程度上穩(wěn)定了視網(wǎng)膜細(xì)胞的保護(hù)和修復(fù)能力。還對(duì)單位視野下各組凋亡細(xì)胞總數(shù)進(jìn)行了量化（圖17），結(jié)果顯示，不同激波強(qiáng)度下，損傷組的細(xì)胞凋亡總數(shù)均大于防護(hù)組，說(shuō)明防護(hù)措施在整體上對(duì)視網(wǎng)膜全層起到了防護(hù)作用。

為了進(jìn)一步檢測(cè)沖擊波對(duì)RGC 損傷情況的影響，采用了Nissl 染色法，結(jié)果如圖18～19 所示，可以發(fā)現(xiàn)：在不同強(qiáng)度的沖擊波損傷后，與損傷組相比，防護(hù)組的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層（ganglion cell layer， GCL）厚度均大于損傷組，這與之前HE 染色的結(jié)果一致。統(tǒng)計(jì)了單位視野下視網(wǎng)膜GCL 的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)，結(jié)果如圖20 所示，可以看出，不同激波條件下，防護(hù)組的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)均少于損傷組。同時(shí)，對(duì)4.5 MPa 測(cè)試條件下爆炸后不同時(shí)間點(diǎn)的防護(hù)組和損傷組的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖21 所示，可以看出，損傷組與防護(hù)組的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)均隨時(shí)間減少趨于正常值（P ＜ 0.05）。這說(shuō)明防護(hù)措施對(duì)RGC 具有一定的保護(hù)作用。

2.2.3 4.5 MPa 激波下，爆炸沖擊波對(duì)比格犬視網(wǎng)膜的影響

為了進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)結(jié)論的真實(shí)性與可靠性，在4.5 MPa 測(cè)試條件下開(kāi)展了后續(xù)實(shí)驗(yàn)。HE 染色結(jié)果（圖22）顯示，保護(hù)組的INL 厚度與ONL 厚度都明顯大于防護(hù)組（圖23，df 為自由度）。對(duì)單位視野下視網(wǎng)膜中RGC 數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（圖24（a）），損傷組中的RGC 數(shù)目明顯小于防護(hù)組。Nissl 染色結(jié)果（圖22）顯示，損傷組單位視野下視網(wǎng)膜GCL 的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)大于防護(hù)組（圖24（b））。差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Tunel 檢測(cè)結(jié)果（圖25）顯示，防護(hù)組中視網(wǎng)膜的GCL 層凋亡細(xì)胞數(shù)量相比較損傷組顯著下降。

2.2.4 爆炸沖擊波對(duì)小鼠視網(wǎng)膜病理形態(tài)學(xué)的影響

在小鼠沖擊波損傷后第3 天，對(duì)防護(hù)組和損傷組小鼠視網(wǎng)膜組織進(jìn)行了相關(guān)指標(biāo)的檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖26 所示。HE 和Nissl 染色結(jié)果顯示損傷組小鼠的視網(wǎng)膜中，內(nèi)網(wǎng)層（inner plexiform layer， IPL）、INL、外網(wǎng)層（outer plexiform layer， OPL）以及ONL 細(xì)胞厚度明顯小于防護(hù)組，防護(hù)組的小鼠總體視網(wǎng)膜厚度大于損傷組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示市售風(fēng)鏡動(dòng)物實(shí)驗(yàn)版能有效保護(hù)視網(wǎng)膜。

2.2.5 爆炸沖擊波對(duì)小鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞凋亡的影響

Tunel 檢測(cè)結(jié)果顯示，防護(hù)組中視網(wǎng)膜的GCL 層凋亡細(xì)胞數(shù)量相比較損傷組顯著下降（P = 0.001 8），如圖27 所示。而視網(wǎng)膜中INL、ONL、IPL、OPL 及色素上皮層（retinal pigment epithelium layer）中的凋亡細(xì)胞未觀察到組間差異。該結(jié)果可能與RGC 細(xì)胞及其軸突不可再生相關(guān)，而視網(wǎng)膜其他細(xì)胞可能在損傷后存在修復(fù)可能。

2.2.6 爆炸沖擊波對(duì)小鼠視網(wǎng)膜視覺(jué)功能的影響

對(duì)小鼠3 d 后的視覺(jué)電生理進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)防護(hù)組Ops 中的O2 幅值增加（P = 0.007 4）（圖28），表明防護(hù)組的視網(wǎng)膜內(nèi)層功能狀態(tài)改善；VEP 的潛伏期縮短（P = 0.012 6）（圖29（a）～（b））以及VEP 中的P2 幅值增加（P = 0.024 9）（圖29（c）），表明防護(hù)組視覺(jué)通路健康狀況改善；與損傷組相比差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明防護(hù)組的小鼠視覺(jué)功能明顯優(yōu)于損傷組小鼠。

2.2.7 爆炸沖擊波對(duì)小鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞自噬情況的影響

此外，還通過(guò)電鏡技術(shù)進(jìn)一步檢測(cè)了損傷后視網(wǎng)膜細(xì)胞中的自噬情況，發(fā)現(xiàn)與防護(hù)組比較，損傷組RGC 中胞漿成分已降解的單層膜自噬溶酶體和有包繞胞漿成分的多層膜吞噬泡數(shù)量明顯增多（圖30），該結(jié)構(gòu)為細(xì)胞自噬后形成，其數(shù)量可以用來(lái)衡量細(xì)胞內(nèi)自噬現(xiàn)象的程度；自噬相關(guān)調(diào)節(jié)蛋白SQSTM1/p62（P ＜ 0.000 1）和LC3-Ⅱ （P = 0.843 7）、LC3-Ⅰ （P = 0.003）的表達(dá)量明顯增高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖31～32，圖32（b） 中ns 表示不顯著）。SQSTM1/p62 和LC3-Ⅱ、LC3-Ⅰ的表達(dá)量變化反映了細(xì)胞自噬活動(dòng)的狀態(tài)。在自噬活性正常時(shí)，SQSTM1/p62 和LC3-Ⅱ的水平會(huì)受到調(diào)控，不會(huì)異常積累。而在自噬過(guò)程受阻或增強(qiáng)時(shí)，這些蛋白的表達(dá)量可能會(huì)上升，從而影響細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。提示沖擊波損傷可以造成視網(wǎng)膜細(xì)胞自噬，同時(shí)與防護(hù)組比較，損傷組中小鼠的RGC 自噬現(xiàn)象增強(qiáng)，防護(hù)組視功能較好可能與防護(hù)后RGC 自噬程度較低相關(guān)。

3 討 論

作為重要的單兵防護(hù)裝備，軍用眼鏡能有效抵御戰(zhàn)場(chǎng)強(qiáng)光、沙塵、破片等多重威脅，更重要的是，軍用眼鏡作為眼部爆震傷的防護(hù)裝置，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛使用。為了評(píng)估防護(hù)產(chǎn)品對(duì)眼部的防護(hù)能力及其防護(hù)機(jī)制，本實(shí)驗(yàn)中采用陸軍特色醫(yī)學(xué)中心研制的BST-Ⅰ型生物激波管，該激波管具有工作效能高、損傷程度可控等優(yōu)勢(shì)，可有效制作眼部爆震傷模型[19， 21-23]，同時(shí)分別選用比格犬和小鼠作為被試動(dòng)物，對(duì)市售護(hù)目鏡和風(fēng)鏡兩款防護(hù)產(chǎn)品進(jìn)行抗沖擊波防護(hù)性能測(cè)試，對(duì)其防護(hù)性能進(jìn)行對(duì)比分析。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于眼部爆震傷的防護(hù)，風(fēng)鏡的防護(hù)性能更優(yōu)，其可能通過(guò)減少爆震波對(duì)眼部的直接沖擊力、緩和壓力波的沖擊，保護(hù)眼部免受傷害。

本研究使用的市售風(fēng)鏡動(dòng)物實(shí)驗(yàn)版，其特點(diǎn)是能夠全包圍眼部區(qū)域，避免爆炸波從間隙處進(jìn)入，并且能夠緩沖爆炸波對(duì)眼部的沖擊。在本模型中，爆震傷雖然未對(duì)眼部外形未造成嚴(yán)重傷害，但對(duì)視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)造成了顯著影響，影響了眼部功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該防護(hù)眼鏡能夠顯著降低爆炸波對(duì)視網(wǎng)膜神經(jīng)元的損傷程度，尤其是對(duì)GCL 的保護(hù)效果最明顯。同時(shí)，隨著沖擊波強(qiáng)度的提高和爆炸后時(shí)間的延長(zhǎng)，視網(wǎng)膜組織中其他多種細(xì)胞及結(jié)構(gòu)均受損，細(xì)胞凋亡程度均提高，其中GCL 和IS/OS 受到的損傷最嚴(yán)重；而視網(wǎng)膜細(xì)胞也出現(xiàn)了較嚴(yán)重的自噬現(xiàn)象。此外，相比其他組，在3.5 MPa 測(cè)試條件下的損傷組視網(wǎng)膜厚度和細(xì)胞凋亡程度差異最顯著，推測(cè)該強(qiáng)度下防護(hù)風(fēng)鏡發(fā)揮了最大的保護(hù)作用，可能與防護(hù)組視網(wǎng)膜細(xì)胞自噬減少相關(guān)。

推測(cè)該防護(hù)風(fēng)鏡可能通過(guò)以下機(jī)制實(shí)現(xiàn)其保護(hù)作用：（1） 通過(guò)吸收、分散和減少?zèng)_擊能量，減少爆炸波對(duì)眼部區(qū)域的直接沖擊作用，緩沖爆炸波對(duì)眼球表面的沖擊力；（2） 降低爆炸超壓對(duì)眼球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷，減輕視網(wǎng)膜各層的損傷；（3） 阻止爆炸波從眼周縫隙處進(jìn)入眼球內(nèi)部，避免視網(wǎng)膜缺血、缺氧和繼發(fā)性損傷。這在我們的實(shí)驗(yàn)中可以看出，市售風(fēng)鏡動(dòng)物實(shí)驗(yàn)版能有效地減輕沖擊波對(duì)視網(wǎng)膜的損傷，保護(hù)RGC、RNFL、INL/ONL、GCL 和IS/OS 層結(jié)構(gòu)的完整性和功能。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，沖擊波損傷眼部后，視網(wǎng)膜感光細(xì)胞層出現(xiàn)了較明顯的病理改變。我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)色素上皮完整性喪失、視紫紅質(zhì)的缺失與錯(cuò)定位和錐體細(xì)胞嚴(yán)重受損時(shí)，會(huì)出現(xiàn)與本實(shí)驗(yàn)類似的Tunel染色結(jié)果[24]。根據(jù)以往的研究，光感受器內(nèi)段含有大量線粒體，視網(wǎng)膜超微結(jié)構(gòu)改變顯示，爆震傷后0.5 h，光感受器細(xì)胞的內(nèi)節(jié)線粒體出現(xiàn)腫脹變性，外節(jié)盤膜也呈現(xiàn)紊亂、稀疏的狀態(tài)。所以可以推測(cè)，IS/OS 層檢測(cè)到的高熒光強(qiáng)度很可能與線粒體的變化有關(guān)。結(jié)合本次小鼠實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)損傷組胞漿成分已降解的單層膜自噬溶酶體和有包繞胞漿成分的多層膜吞噬泡數(shù)量明顯增多；同時(shí)自噬相關(guān)調(diào)節(jié)蛋白SQSTM1/p62 和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的表達(dá)量明顯降低。這表明爆炸沖擊波可造成視網(wǎng)膜中以IS/OS 層為主的線粒體自噬現(xiàn)象增強(qiáng)。色素上皮層富含色素于抗氧化劑，具有保護(hù)和抗氧化功能。并且色素上皮層中的線粒體氧化應(yīng)激可導(dǎo)致色素上皮層和視網(wǎng)膜光感受器的代謝功能障礙[25]。所以，可以推測(cè)爆炸沖擊波也作用于色素上皮層導(dǎo)致其氧化應(yīng)激，進(jìn)而促進(jìn)IS/OS 層的線粒體自噬現(xiàn)象。

本研究雖然取得了一定成果，但仍有不足之處，需要繼續(xù)在今后的工作中改進(jìn)。首先，本研究的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物主要是以小型哺乳動(dòng)物，如鼠類為主，而人類與之在生理結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)制上存在差異。本研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能無(wú)法完全套用到人類身上，因此需要進(jìn)一步對(duì)人類研究進(jìn)行實(shí)證支持。此外，爆震對(duì)眼部的損傷程度也會(huì)受到實(shí)驗(yàn)環(huán)境、爆炸距離、動(dòng)物的身體狀況等多種因素的影響。這些因素的變化可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。這方面的未盡之處也需要在未來(lái)的研究中得到改善和完善。其次，本研究主要關(guān)注的是外界壓力對(duì)眼球結(jié)構(gòu)的影響，但并未深入研究爆震傷對(duì)視功能的影響。另外，本研究主要關(guān)注的是爆震創(chuàng)傷及影響，而對(duì)于創(chuàng)傷后的康復(fù)過(guò)程和治療方法并未詳細(xì)探討。對(duì)于如何提高爆震傷康復(fù)的效率，如何降低爆震對(duì)眼部的長(zhǎng)期影響等問(wèn)題值得在未來(lái)的研究中深入探討?？傊?，雖然本研究取得了一定的進(jìn)展，但仍有許多未盡之處需在未來(lái)的研究中繼續(xù)深入。因此，今后的工作中需要從更多的角度和指標(biāo)來(lái)系統(tǒng)性評(píng)價(jià)防護(hù)眼鏡對(duì)沖擊波的防護(hù)作用，并對(duì)其進(jìn)行更全面的優(yōu)化和改進(jìn)，以提高其防護(hù)性能和適應(yīng)性能，為爆震傷眼部防護(hù)和創(chuàng)傷恢復(fù)提供更多更準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié) 論

首先，基于頭部動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)與激波管和外場(chǎng)實(shí)彈實(shí)爆測(cè)試環(huán)境，驗(yàn)證了護(hù)目鏡和風(fēng)鏡的防護(hù)性能。研究表明，風(fēng)鏡防護(hù)沖擊波的性能更優(yōu)，建議給執(zhí)勤人員配發(fā)兼容防紫外、強(qiáng)光、煙霧和防破片功能的風(fēng)鏡產(chǎn)品，以提高相關(guān)人員眼部防護(hù)能力。然后，探索了視覺(jué)系統(tǒng)組織損傷和機(jī)能障礙改變及市售風(fēng)鏡動(dòng)物實(shí)驗(yàn)版的防護(hù)作用與機(jī)制，選用比格犬和C57BL/6J 小鼠開(kāi)展了相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，通過(guò)BST-I 型生物激波管制模后，采用病理、視覺(jué)電生理檢查等測(cè)試方法，探究了沖擊波傷后視網(wǎng)膜病理和功能改變，發(fā)現(xiàn)爆炸后視網(wǎng)膜損傷和細(xì)胞凋亡程度均提高，其中GCL 和IS/OS 受到的損傷最嚴(yán)重；視網(wǎng)膜細(xì)胞自噬現(xiàn)象較重。市售風(fēng)鏡動(dòng)物實(shí)驗(yàn)版能夠有效地減輕沖擊波對(duì)視網(wǎng)膜的損傷，保護(hù)視網(wǎng)膜各層結(jié)構(gòu)的完整性。同時(shí)，與其他組相比，3.5 MPa 強(qiáng)度下的實(shí)驗(yàn)組視網(wǎng)膜厚度和細(xì)胞凋亡程度差異最顯著，推測(cè)該強(qiáng)度下防護(hù)眼鏡發(fā)揮了最大的保護(hù)作用，可能與在防護(hù)作用下RGC 自噬現(xiàn)象降低有關(guān)。盡管，目前已經(jīng)取得了一些關(guān)于眼部爆震傷損傷機(jī)制的重要突破，但仍然需要進(jìn)一步的研究。隨著技術(shù)的發(fā)展，期待未來(lái)能夠采用更安全有效的防護(hù)設(shè)備和治療手段，最終減少爆震傷對(duì)人體眼部的危害。

參考文獻(xiàn)：

[1]DEMAR J， SHARROW K， HILL M， et al. Effects of primary blast overpressure on retina and optic tract in rats [J]. Frontiersin Neurology， 2016， 7： 59. DOI： 10.3389/fneur.2016.00059.

[2]WANG H C H， CHOI J H， GREENE W A， et al. Pathophysiology of blast-induced ocular trauma with apoptosis in the retinaand optic nerve [J]. Military Medicine， 2014， 179（S8）： 34–40. DOI： 10.7205/MILMED-D-13-00504.

[3]CHOI J H， GREENE W A， JOHNSON A J， et al. Pathophysiology of blast-induced ocular trauma in rats after repeatedexposure to low-level blast overpressure [J]. Clinical amp; Experimental Ophthalmology， 2015， 43（3）： 239–246. DOI： 10.1111/ceo.12407.

[4]TANIELIAN T L， JAYCOX L H. Invisible wounds of war： psychological and cognitive injuries， their consequences， andservices to assist recovery [M]. Santa Monica： Rand Corporation， 2008. DOI： 10.1176/ps.2009.60.2.273.

[5]Defense and Veterans Brain Injury Center. DoD numbers for traumatic brain injury worldwide： totals 2000–2013 （Q1-Q3）[EB/OL]. （2014-06-10）[2024-01-07]. http：//dvbic.dcoe.mil/dod-worldwide-numbers-tbi.

[6]MAC DONALD C L， JOHNSON A M， WIERZECHOWSKI L， et al. Prospectively assessed clinical outcomes in concussiveblast vs nonblast traumatic brain injury among evacuated US military personnel [J]. JAMA Neurology， 2014， 71（8）： 994–1002. DOI： 10.1001/jamaneurol.2014.1114.

[7]GOODRICH G L， FLYG H M， KIRBY J E， et al. Mechanisms of TBI and visual consequences in military and veteranpopulations [J]. Optometry and Vision Science， 2013， 90（2）： 105–112. DOI： 10.1097/OPX.0b013e31827f15a1.

[8]BAILOOR S， BHARDWAJ R， NGUYEN T D. Effectiveness of eye armor during blast loading [J]. Biomechanics andModeling in Mechanobiology， 2015， 14（6）： 1227–1237. DOI： 10.1007/s10237-015-0667-z.

[9]MOHAN K， KECOVA H， HERNANDEZ-MERINO E， et al. Retinal ganglion cell damage in an experimental rodent model ofblast-mediated traumatic brain injury [J]. Investigative Ophthalmology amp; Visual Science， 2013， 54（5）： 3440–3450. DOI：10.1167/iovs.12-11522.

[10]JHA K N. Indian soldiers need eye protection [J]. Journal of Clinical and Diagnostic Research， 2017， 11（2）： NE01–NE03.DOI： 10.7860/JCDR/2017/20792.9350.

[11]鄒振高， 李俊紅. 國(guó)外防護(hù)眼鏡的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) [J]. 中國(guó)個(gè)體防護(hù)裝備， 2015（1）： 29–31. DOI： 10.16102/j.cnki.cppe.2015.01.007.

ZOU Z G， LI J H. The current situation and development trend of foreign military protective eyewear [J]. China PersonalProtective Equipment， 2015（1）： 29–31. DOI： 10.16102/j.cnki.cppe.2015.01.007.

[12]SUNDARAMURTHY A， SKOTAK M， ALAY E， et al. Assessment of the effectiveness of combat eyewear protection againstblast overpressure [J]. Journal of Biomechanical Engineering， 2018， 140（7）： 071003. DOI： 10.1115/1.4039823.

[13]WILLIAMS S T， HARDING T H， STATZ J K， et al. Blast wave dynamics at the cornea as a function of eye protection formand fit [J]. Military Medicine， 2017， 182（S1）： 226–229. DOI： 10.7205/MILMED-D-16-00042.

[14]PARVER L M. The national eye trauma system [J]. International Ophthalmology Clinics， 1988， 28（3）： 203–205. DOI： 10.1097/00004397-198802830-00004.

[15]HORNBLASS A. Eye injuries in the military [J]. International Ophthalmology Clinics， 1981， 21（4）： 121–138. DOI： 10.1097/00004397-198102140-00008.

[16]HILBER D J. Eye injuries， active component， U. S. Armed Forces， 2000–2010 [J]. Medical Surveillance Monthly Report，2011， 18（5）： 2–7.

[17]蔡志華， 賀葳， 汪劍輝， 等. 爆炸波致顱腦損傷力學(xué)機(jī)制與防護(hù)綜述 [J]. 兵工學(xué)報(bào)， 2022， 43（2）： 467–480. DOI： 10.3969/j.issn.1000-1093.2022.02.025.

CAI Z H， HE W， WANG J H， et al. Review on mechanical mechanism of blast-induced traumatic brain injury and protectiontechnology [J]. Acta Armamentarii， 2022， 43（2）： 467–480. DOI： 10.3969/j.issn.1000-1093.2022.02.025.

[18]楊亞?wèn)|， 李向東， 王曉鳴. 爆炸沖擊波空中傳播特征參量的優(yōu)化擬合 [J]. 爆破器材， 2014， 43（1）： 13–18. DOI： 10.3969/j.issn.1001-8352.2014.01.004.

YANG Y D， LI X D， WANG X M. Optimum fitting for characteristic parameters of blast shockwaves traveling in air [J].Explosive Materials， 2014， 43（1）： 13–18. DOI： 10.3969/j.issn.1001-8352.2014.01.004.

[19]康越， 張仕忠， 張遠(yuǎn)平， 等. 基于激波管評(píng)價(jià)的單兵頭面部裝備沖擊波防護(hù)性能研究 [J]. 爆炸與沖擊， 2021， 41（8）： 085901.DOI： 10.11883/bzycj-2020-0395.

KANG Y， ZHANG S Z， ZHANG Y P， et al. Research on anti-shockwave performance of the protective equipment for thehead of a soldier based on shock tube evaluation [J]. Explosion and Shock Waves， 2021， 41（8）： 085901. DOI： 10.11883/bzycj-2020-0395.

[20]王正國(guó)， 孫立英， 楊志煥， 等. 系列生物激波管的研制與應(yīng)用 [J]. 爆炸與沖擊， 1993， 13（1）： 77–83. DOI： 10.11883/1001-1455（1993）01-0077-7.

WANG Z G， SUN L Y， YANG Z H， et al. The design production and application of a series of bio-shock tubes [J]. Explosionand Shock Waves， 1993， 13（1）： 77–83. DOI： 10.11883/1001-1455（1993）01-0077-7.

[21]蔣建新， 曾靈. 肺爆炸沖擊傷機(jī)制與防護(hù)研究進(jìn)展 [J]. 陸軍軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2022， 44（5）： 395–398. DOI： 10.16016/j.2097-0927.202111179.

JIANG J X， ZENG L. Advance of protection and mechanism of lung blast injury [J]. Journal of Army Medical University，2022， 44（5）： 395–398. DOI： 10.16016/j.2097-0927.202111179.

[22]唐承功， 楊志煥， 王正國(guó)， 等. BST-Ⅰ型生物激波管動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究 [J]. 第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)， 1989， 11（3）： 172–174. DOI：10.3321/j.issn：1000-5404.1989.03.004.

TANG C G， YANG Z H， WANG Z G， et al. An experimental study on the effects of a biological shock tube [J]. Journal ofThird Military Medical University， 1989， 11（3）： 172–174. DOI： 10.3321/j.issn：1000-5404.1989.03.004.

[23]冷華光， 王正國(guó)， 楊志煥， 等. 生物激波管及動(dòng)物耐受性的實(shí)驗(yàn)研究 [J]. 爆炸與沖擊， 1993， 13（3）： 272–279. DOI：10.11883/1001-1455（1993）03-0272-8.

LENG H G， WANG Z G YANG Z H， et al. A biological shock tube and an experimental study on animal tolerance to blastwave [J]. Explosion and Shock Waves， 1993， 13（3）： 272–279. DOI： 10.11883/1001-1455（1993）03-0272-8.

[24]SUDHARSAN R， SIMONE K M， ANDERSON N P， et al. Acute and protracted cell death in light-induced retinaldegeneration in the canine model of rhodopsin autosomal dominant retinitis pigmentosa [J]. Investigative Ophthalmology andVisual Science， 2017， 58（1）： 270–281. DOI： 10.1167/iovs.16-20749.

[25]BROWN E E， DEWEERD A J， ILDEFONSO C J， et al. Mitochondrial oxidative stress in the retinal pigment epithelium（RPE） led to metabolic dysfunction in both the RPE and retinal photoreceptors [J]. Redox Biology， 2019， 24： 101201. DOI：10.1016/j.redox.2019.101201.

（責(zé)任編輯 張凌云）

基金項(xiàng)目： 陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（2023-JC-ZD-48）；空軍軍醫(yī)大學(xué)軍事醫(yī)學(xué)提升計(jì)劃（2021JSTS14）；西京醫(yī)院醫(yī)務(wù)人員培養(yǎng)交叉融合專項(xiàng)（XJZT24JC39）