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造成創傷性腦損傷的原因包括跌倒、車禍和暴力。大腦受傷後的腦內各種狀況還有可能會導致大腦損傷更為嚴重。在世界範圍內的兒童和青少年中，創傷性腦損傷是導致死亡和殘疾的主要原因[12]。男性遭受腦外傷的頻率約為女性的兩倍[13]。用於診斷創傷性腦損傷的成像技術有X射線計算機斷層成像（CT）和核磁共振成像（MRI）。創傷性腦損傷的預防措施包括繫好安全帶、戴好頭盔、不飲酒駕駛、老年人的防跌倒保護工作和兒童的安全保護措施[14]。根據大腦受傷情況，治療手段包括藥物治療、緊急手術或數年後的手術等措施。康復手段包括物理治療、言語治療、休閒治療、職能治療等手段。
TBI於日常生活比比皆然，常發生於失足跌倒、交通事故、暴力襲擊、打架鬥毆、體育鍛鍊等過程，每年影響四百萬中國人，占近九成創傷相關死亡案例。女性遭受 TBI 概率雖僅有男性一半，一旦遭受症狀則一般較重[15]。
傳統中醫理論認為TBI導致邪氣盛而正氣衰，機體抗邪無力而惡化疾病。現代醫學則認為TBI導致血管損傷、大腦缺氧使星形膠質（astrocytes）細胞增生，激活炎症反應導致更多細胞死亡而惡化疾病。TBI炎症過程基於非感染性細胞死亡，卻觸發機體免疫反應導致更多非感染性細胞死亡，是典型炎症失調過程。而不同於其它炎症反應過程，TBI發生於中樞神經系統，免疫反應受嚴格控制，其中神經膠質細胞（glial）負責先天免疫系統功能，而星形膠質細胞負責啟動補體蛋白（complement protein）表達，小膠質細胞（microglia）充當抗原呈遞細胞以應對各類病原體，具有中樞神經系統特色[16]。
TBI造成腦膜擠壓、血管破壞引起細胞水腫壞死，神經細胞受損破裂，釋放促炎細胞因子、ROS、ATP及游離核酸等，幾分鐘內便可激活周 圍健康組織，小膠質細胞在刺激下首先移動至該部位隔離損傷，逐漸激活全腦免疫反應[17]。數小時後損傷區域逐漸募集中性粒細胞，釋放ROS、基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）及促炎細胞因子，破壞血腦屏障（blood-brain barrier）後進入中樞神經系統誘導神經元細胞死亡以強化免疫[18]。損傷數天後單核細胞仍繼續募集並釋放諸如白血球介素-1（Interleukin 1，IL-1）、IL-6、TNF等細胞因子。TBI過程中，促炎細胞因子各盡所能以修復損傷組織，然而過度免疫卻違背損傷修復初衷，損傷數周后若促炎細胞因子濃度過高，將損傷神經元，形成星形膠質細胞疤痕（astrocytic scar），抑制受損軸突再生並產生更多促炎細胞因子，引起二次損傷，甚至轉變為慢性炎症[19]。
動物研究領域中不同實驗基於不同目標採用不同損傷模型，以解決不同問題。TBI常用控制性皮質撞擊損傷模型（controlled cortical impact，CCI），對麻醉動物開顱之後打擊頭部造成損傷，CCI模型在時間、速度及衝擊深度等方面準確可控，但CCI除撞擊損傷外，開顱手術作為「假手術組」也可能引起了大腦損傷，干擾實驗結果[20]。戰爭中的爆炸物及多管火箭等溫壓炸藥（thermobaric explosives）殺人如麻，爆炸相關創傷性腦損傷（blast-related traumatic brain injury）研究重要性也與日俱增；戰爭區域外，和平地區TBI中十有八九都是閉合頭部撞擊所引起的輕度腦損傷（mild traumatic brain injury）。
TBI後二次創傷中，NF-κB信號通路作為炎症失調的病理生理學核心，控制轉錄包括TNF-α、IL-1β、IL-6等多種促炎細胞因子，因此抑制NF-κB通路激活可挽救免疫於失控邊緣，因此，為應對炎症失調，糖皮質激素（glucocorticoids）、TNF-α抑制劑、IL-1抑制劑等炎症抑制療法也應運而生[21]。利用吡格列酮（pioglitazone）抑制NF-κB所介導IL-6表達，可改善TBI大鼠神經損傷與腦水腫狀況[22]。聚胺基酸陽離子納米顆粒（cationic nanoparticles，cNP）對 TBI 所致 TNF-α、IL-6 等促炎細胞因子分泌抑制作用明顯，可提高TBI小鼠 給藥後學習、記憶能力並改善認知恢復[23]。使用核酸衍生物與TLR9結合，干擾TLR9內體膜定位以阻礙其識別CpG，從而抑制TLR9信號通路激活，下調NF-κB核水平以降低促炎細胞因子表達，以此減輕腦梗死後星形膠質細胞 凋亡、激活及極化，減輕腦損傷以及神經炎症，提高造模小鼠運動及認知能力[24]。
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