目的:本课题利用大鼠液压损伤脑外伤模型,研究大鼠脑损伤后脑血管损害形态学的改变,为脑损伤后脑缺血性损害的研究提供基础实验依据。方法:1、成年健康SD雄性大鼠64只,随机平均分为正常对照组、假手术组及外伤后3h、6h、12h、24h、48h、72h等8组,以侧位液压冲击法建立大鼠脑损伤模型。应用光镜、微血管墨汁灌注、透射电镜,观察脑外伤后微循环形态学的改变。2、成年健康SD雄性大鼠64只,分组及动物模型的建立如上。应用免疫组化方法,观察大鼠脑损伤后不同时间点脑微血管基底膜Ⅳ型胶原及MMP-9表达。3、成年健康SD雄性大鼠18只,随机平均分为假手术组、伤后3h及伤后72h等3组,以改良的大脑中动脉定向侧位液压冲击法建立大鼠脑损伤模型。应用光镜、透射电镜,观察大鼠脑损伤后不同时间点颅底大脑中动脉形态学的变化。结果:1、脑损伤后微循环改变:①大鼠脑损伤后3h、6h,伤区及周围区微血管稀少,并有“微无血管区”。伤后24h-72h发现微血管数目较3h、6h好转。②脑损伤后HE染色显示损伤区域脑微血管闭塞、迂曲、狭窄、断裂、微血管腔内红细胞积聚,微血管周围水肿,微血管内可见微血栓形成。③伤后3h,微血管内皮细胞轻度肿胀,基底膜轻度迂曲,管周轻度水肿。伤后6h,微绒毛形成,基底膜存在,但迂曲、破裂。伤后12h,大量微绒毛形成,基底膜肿胀,粗细不均。伤后24h,微血管内皮细胞肿胀明显,基底膜凸凹不平,有断裂。伤后48h、72h,微血管内皮细胞肿胀明显,内皮细胞核呈均质状。④伤周神经细胞嗜酸性变,超微结构恶化。2、IV型抗原和MMP-9免疫组化检测:脑微血管外细胞间质水肿,基底膜节段性溶解、缺损,有红细胞漏出。外伤24h后,脑微血管基底膜Ⅳ型抗原明显减少,与正常对照组比较,具显著性差异(P<0.05)。随时间延长,微血管基底膜损害加重,IV型胶原抗原逐渐减少,至72h明显减少,与正常对照组比较,具显著性差异(P<0.01)。与此同时,外伤后挫伤周围脑组织的MMP-9表达逐渐增强。伤后3h可以观察到明显的MMP-9表达(P<0.05),伤后72h仍维持MMP-9高表达。3、脑损伤后大脑中动脉改变:外伤后3h光镜下血管直径变小,管壁增厚,并有少量小空泡形成。电镜下血管内皮细胞轻度肿胀,弹力膜开始轻微卷曲,平滑肌细胞内可见线粒体肿胀。外伤后72h光镜下血管直径明显变小,管壁明显增厚,并有较多小空泡形成,内弹力纤维皱缩,向血管腔内隆起,可见内膜处有疣状赘生物突入管腔内。电镜下血管内皮细胞肿胀、脱落,形状不规则,胞核变形,有核固缩现象,内皮细胞间紧密联结消失。内弹力纤维层明显皱褶,少数可见内弹力膜断裂现象。平滑肌细胞排列较紊乱,胞浆内空泡形成,部分平滑肌细胞存在纤维化改变。结论:1、液压脑损伤后大鼠损伤区及伤周微血管稀疏。脑损伤后微血管管腔狭窄,管腔内有微绒毛形成,部分微血管内可见微血栓。随时间的延长,脑微血管结构虽有部分改善,但脑微血管内皮细胞及周围的神经细胞却呈进行性损害。提示脑损伤后局部脑微循环障碍是引起脑缺血性损害的重要病理基础。2、液压脑损伤后大鼠脑微血管基底膜的主要成份Ⅳ型胶原表达减少,脑微血管壁和脑组织MMP-9表达增加。提示MMP-9与脑微血管基底膜Ⅳ型胶原的原发或继发性损害有关。3、液压脑损伤后大鼠颅底大脑中动脉改变以血管内皮细胞肿胀、脱落及内弹力膜皱缩和平滑肌细胞空泡变性及纤维化为主要特征。提示液压脑损伤模型中,在应力作用线上的较大血管存在直接的损伤。