目的:通过BST-Ⅰ型激波管靶向致伤动物头部构建大鼠颅脑爆震伤（bTBI）模型;检测大鼠致伤后早期的生命体征、行为学、形态学等改变,与bTBI临床病例及以往的研究进行对比,验证bTBI模型是否构建成功;最后利用构建的bTBI模型探讨大鼠bTBI早期是否启动神经元焦亡的发生及其可能的机制。方法:（1）大鼠bTBI模型的建立:选取SD雄性大鼠42只,按随机数字表法分为空白对照组和实验组。实验组按致伤参数分为3.5、4.5、5.5 MPa亚组,各亚组又根据是否采用防护装置分为防护组与未防护组,防护组致伤时用防护装置保护大鼠颅脑以外的身体部位,未防护组致伤时不给予保护。实验共7个组,每组6只大鼠。实验组大鼠麻醉后放入BST-Ⅰ型激波管中,在大鼠头部安装压力传感器记录最大超压峰值、上升时间等冲击波物理参数。激波管以高压气体快速运动形成冲击波致伤动物,激波管致伤驱动压分别为3.5、4.5、5.5 MPa。空白对照组只麻醉不致伤,其他操作与实验组一致。观察及记录伤后24h内大鼠的一般情况及死亡数量,计算死亡率;24h后解剖大鼠肺脏,观察大鼠肺脏损伤改变并进行AIS评分;解剖大鼠头部,观察大鼠脑组织损伤改变并进行HE染色。（2）大鼠bTBI模型的验证:选取SD雄性大鼠36只,按随机数字表法分为空白对照组和致伤组。又根据致伤后检测时间的不同把致伤组分为12h、24h、48h三个亚组,实验共4个组,每组9只大鼠。致伤组麻醉后将头部以外用防护装置保护,最后BST-Ⅰ型激波管致伤头部,根据前期实验结果选取致伤驱动压5.5MPa。空白对照组只麻醉不致伤。伤后对各组大鼠进行生命体征检测,观察损伤后大鼠的生命体征改变情况;干湿法检测脑含水,观察大鼠致伤后脑含水变化情况;进行改良神经功能严重程度评分（m NSS）检测,观察大鼠神经功能障碍程度;解剖大鼠头部,观察大鼠肿胀、充血等改变情况、HE染色观察脑组织病理改变和尼氏染色观察神经元变化情况。（3）大鼠致伤后神经元焦亡研究（模型应用）:选取SD雄性大鼠52只,按随机数字表法分为空白对照组和bTBI组,bTBI组又根据观察时间分为1、6、12h三个亚组,各组13只大鼠。bTBI组麻醉后将头部以外用防护装置保护,最后BST-Ⅰ型激波管致伤头部,致伤驱动压5.5MPa。空白对照组只麻醉不致伤,其他操作与bTBI组一致。伤后6、12h进行m NSS检测,观察大鼠神经功能障碍程度;伤后Caspase1、6、12h行MRI T2WI扫描观察异常信号影;解剖大鼠头部进行大体观察、HE染色观察脑组织病理改变、电镜下观察神经元超微结构改变;蛋白印迹检测-1蛋白表达情况;ELISA检测炎症因子[白细胞介素（IL）-18、IL-1β]的表达水平;免疫荧光共染检测蛋白[凋亡相关微粒蛋白（ASC）、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（NLRP3）]在神经元上的表达情况。结果:（1）大鼠bTBI模型的建立:（1）冲击波物理参数:3.5、4.5、5.5MPa的驱动压最大超压峰值分别为307.6±28.8、394.8±25.4、486.4±33.8k Pa;3.5、4.5、5.5MPa的上升时间分别为20.5±12.33、23.6±15.07、23.8±1.8ms;3.5、4.5、5.5MPa的持续时间分别为82.4±24.1、90.4±45.12、74.4±17.32ms。（2）一般情况:伤后24h内发现相同驱动压下防护组总体损伤程度较未防护组轻。致伤后各防护组未出现口鼻出血现象,致伤24h后能自由行动、正常饮食。致伤后各未防护组均有口鼻出血,致伤后24h仍存在行动迟缓、嗜睡、饮食减少、血尿现象。随着驱动压的升高各防护组之间及各未防护组之间的一般情况没有明显差异。（3）死亡率:防护3.5、4.5、5.5MPa组24h内均未出现死亡;致伤24h内未防护3.5、4.5、5.5MPa组死亡率分别为16.7%、33.3%、100%。（4）肺的大体观察及AIS评分:致伤24h后将防护组、未防护组大鼠肺组织进行大体观察发现防护3.5MPa组肺组织表面无异常改变,防护4.5、5.5MPa组肺叶边缘存在点状出血;未防护3.5MPa组肺叶呈点状及片状出血;未防护4.5、5.5MPa组肺叶出现大面积出血和肿胀。对各组肺组织进行AIS评分发现防护3.5、4.5、5.5MPa组AIS评分分别为1、1.17±0.41、1.17±0.41,与空白对照组比较无统计学差异（P＞0.05）;未防护3.5、4.5、5.5MPa组AIS评分分别为1.67±0.51、4.5±0.84、4.67±0.51,与空白对照组AIS评分比较具有统计学差异（P＜0.05）;其余各组间无统计学差异（P＞0.05）。（5）脑组织大体观察及HE染色:解剖实验组均发现脑组织有肿胀、血管有充血,未发现头皮血肿、颅骨骨折等改变;防护3.5、4.5MPa组大鼠脑组织HE切片细胞形态结构无改变;防护5.5MPa组大部分细胞发生形变,细胞核发生固缩,血管收缩;未防护3.5MPa组大鼠脑组织HE切片细胞形态结构无改变;未防护4.5MPa组HE切片少数细胞发生形变,细胞核发生固缩,血管收缩,管腔周围间隙增宽;未防护5.5MPa组大部分细胞发生形变,细胞核发生固缩,血管收缩及管腔周围间隙增宽,增宽程度较未防护4.5MPa组大;（2）大鼠bTBI模型的验证:（1）生命体征:大鼠致伤前血氧饱和度为95.32±0.7%,伤后12h血氧饱和度下降至85.53±7.4%,伤后12h到48h逐渐恢复,伤后24h和48h分别为91.52±0.4%、93.85±2.8%;大鼠致伤前心率为342.07±25.1次/分,伤后24h内逐渐升高至362.67±24.6次/分,伤后24h后恢复至338.74±28.3次/分;大鼠致伤前呼吸为89.67±0.8次/分,伤后12h下降至64±2.1次/分,在伤后48h趋于正常;大鼠致伤前脉搏为392.7±54.2次/分,伤后12h微增至410.8±37.6次/分,伤后24h下降至324.83±40.1次/分,伤后48h脉搏加快到360.08±62.0次/分;（2）m NSS评分:伤后12、24、48h组的m NSS评分为[1.8（1.0,2.3）分]、[0.5（0.0,1.0）分]、[0.5（0.0,1.0）分]高于空白对照组[0（0,0）分],12h组m NSS[1.8（1.0,2.3）分]与空白对照组[0（0,0）分]之间具有统计学意义（P＜0.05）,其余各组间无统计学意义（P＞0.05）。（3）脑含水量检测:伤后各组脑含水量均高于空白对照组（P＜0.05）,空白对照组大鼠脑含水量为78.47±0.16%,伤后48h大鼠脑含水量一直升高,12、24、48h组脑含水分别为79.00±0.22%、79.02±0.17%、79.32±0.16%;（4）HE染色和尼氏染色:致伤后各时间点大鼠脑组织细胞发生形变,神经元细胞体积较空白对照组体积小,细胞核出现固缩、溶解,细胞与血管周围间隙较空白对照组增宽,各致伤组之间的HE染色和尼氏染色差异不明显;（3）大鼠致伤后神经元焦亡研究（模型应用）:（1）m NSS评分:bTBI 6h组m NSS[3（3.0,3.0）分]高于空白对照组[0（0,0）分]（P＜0.05）,bTBI 12h组m NSS[2（2.0,2.0）分]高于空白对照组[0（0,0）分]（P＜0.05）,bTBI 6h组m NSS[3（3.0,3.0）分]与bTBI 12h组[2（2.0,2.0）分]比较,差异无统计学意义（P＞0.05）。（2）MRI扫描:与空白对照组比较,bTBI组MRI T2WI序列均发现脑组织体积增大,扣带回增宽变扁,整体T2信号影增高,大脑皮质、第三脑室较周围存在高信号影,但各bTBI亚组间无明显差异。（3）脑组织大体观及病理学检测:bTBI组大体观察发现脑组织出现不同程度的肿胀和充血;HE染色显示各bTBI亚组脑组织皮质区部分细胞出现肿胀变形和血管管腔收缩,血管周围间隙增宽。（4）电镜观察:电镜下发现bTBI组神经元肿胀主要发生在线粒体,且在伤后12h内肿胀程度逐步加深。（5）蛋白检测:与空白对照组相比,bTBI各组的Caspase-1蛋白的表达量升高（P＜0.05）;bTBI 12 h组Caspase-1蛋白表达量与bTBI 1 h、6h比较均有统计学差异（P＜0.05）;bTBI 1 h、6h之间比较没有统计学差异（P＞0.05）。（6）血清学检测:各bTBI亚组血清中IL-1β及IL-18蛋白在伤后12 h内呈不同程度的升高（P均＜0.05）;bTBI 1、6、12h组IL-1β水平分别为（2.48±0.15）pg/ml、（4.10±0.38）pg/ml、（5.04±0.28）pg/ml,较空白对照组的（1.86±0.32）pg/ml明显升高（P均＜0.05）;bTBI 1、6、12h组IL-18水平分别为（4.12±0.42）pg/ml、（5.20±0.29）pg/ml、（6.82±0.61）pg/ml,较空白对照组的（2.94±0.49）pg/ml明显升高（P均＜0.05）。（7）免疫荧光检测:ASC和NLRP3蛋白在脑皮质神经元阳性细胞的胞质上表达,且在12h内表达呈上升趋势。结论:（1）采用附加防护装置,通过BST-Ⅰ型激波管可靶向致伤大鼠,能够模拟在封闭环境下的bTBI成伤机制。（2）成功建立了大鼠bTBI模型,各检测指标的改变与以往bTBI研究基本一致,复制出bTBI临床病例及研究文献存在的多个重要特征,该模型可适用于bTBI的后续研究。（3）大鼠bTBI早期可启动脑皮质神经元发生焦亡,bTBI大鼠神经功能的缺失可能有神经元焦亡的参与。