肺切除患者运用机械通气 机械通气相关性肺损害大鼠模型的树立与点评
任俊明 郭永清
[摘要] 意图 树立机械通气相关性肺危害大鼠模型并进行点评，断定树立机械通气相关性肺危害大鼠模型的最适通气条件。 办法 选取成年雄性SD大鼠72只，体重250～300 g，随机分为A、B、C、D组（n=18）：对照组（A 组，自主呼吸组），小潮气量（VT）组（B组，VT=6 ml/kg），惯例VT组（C组，VT=10 ml/kg），大VT组（D组，VT=40 ml/kg），各组按机械通气时刻（2、4、6 h）再随机分为3个亚组（n=6）。A组仅作气管切开插管，其他各组气管切开后接小动物呼吸机行机械通气，呼吸机参数均设置为RR 70/min，FiO2 21%，PEEP 0 cmH2O。机械通气完毕后处死大鼠，剖胸取右肺安排核算湿重干重比（W/D），核算细胞凋亡指数，HE染色后光镜下调查肺安排病理学成果，并进行肺危害评分。比较不同VT及通气时刻条件下大鼠的肺危害状况。 成果 与A、B、C组比较，D组通气2 h时开端呈现肺危害病理学体现，通气4 h时肺危害评分、肺安排W/D和细胞凋亡指数均升高，差异有统计学含义（P<0.05）。 定论 给予大鼠40 ml/kg VT通气4 h能够成功树立机械通气相关性肺危害模型。
[关键词] 机械通气相关性肺危害；机械通气；动物模型；大鼠
[中图分类号] R332 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2016）02（c）-0011-04
[Abstract] Objective To establish and evaluate the rat model of ventilator-induced lung injury，and to determine the best ventilation condition of rat model of ventilator-induced lung injury. Methods 72 adult male SD rat were selected，weight was 250-300 g，and they were randomly divided into group A，B，C and D （n=18）.Control group （group A，spontaneous breathing group），low tidal volume group （group B，VT=6 ml/kg），routine tidal volume group （group C，VT=10 ml/kg） and high tidal volume group （group D，VT=40 ml/kg）.Each group was divided into 3 subgroups （n=6） according to duration of mechanical ventilation （2 h，4 h and 6 h）.group A was only given tracheotomy tube，the others were given small animal breathing machine to conduct mechanical ventilation after tracheotomy.The parameter of breathing machine was set as RR 70/min，FiO2 was 21%，PEEP was 0 cmH2O.The rat were sacrificed after the end of mechanical ventilation，W/D of right lung tissue taken by splitting chest was counted and cell apoptosis index was counted.The pathology results of lung tissue were observed under light microscope after HE staining.The score of lung damage was valued.Lung damage of rat at different tidal volume and duration of ventilation was compared. Results Compared with group A，B and C，lung damage pathology feature appeared after 2 h ventilation in group D and all of the lung damage score，W/D of lung tissue and cell apoptosis index was increased respectively，and the difference was statistical significance （P<0.05）. Conclusion Rat is given 40 ml/kg of tidal volume and ventilation for 4 h can establish the model of ventilator-induced lung injury successfully.
[Key words] Ventilator-induced lung injury；Mechanical ventilation；Animal model；Rat
机械通气（mechanical ventilation，MV）在危重患者的救治和麻醉坚持进程中起重要作用，可是MV使用不妥自身能够诱发严峻肺危害[1]。MV进程中较高的潮气量（VT）能够危害肺泡-毛细血管黏膜屏障，损坏肺安排内皮细胞和上皮细胞添加其通透性[2]，一起机械影响导致肺泡内炎症细胞征集活化并开释炎症介质和细胞因子然后引起肺危害[3]。现在，国内外肺危害动物模型制备多挑选鼠类、兔类、犬类、绵羊等动物，其间鼠类具有经济性、细胞生物学人物的可用性等长处使其在肺危害模型树立研讨中运用较多[4-5]。本研讨首要比较不同VT及通气时刻条件下大鼠的肺危害状况，断定树立MV所造成的肺危害大鼠模型的最适通气条件。
1 材料与办法
1.1 试验动物
选取健康的成年清洁级雄性SD大鼠72只，体重250～300 g，由北京海淀兴隆动物养殖场供给。
1.2 仪器与试剂
HX-300动物呼吸机（成都，泰盟）；动物天平-YB102（我国，海康）；电热鼓风干燥箱（上海，精宏）；细胞凋亡检测试剂盒（武汉博士德生物工程有限公司）；戊巴比妥（西安沃尔森生物技术有限公司）。
1.3 办法
1.3.1 动物预备 用2%戊巴比妥钠（50 mg/kg）溶液进行腹腔打针麻醉，待麻醉起效后给予称重、固定架体位固定。颈部皮肤备皮、碘伏消毒，用手术刀沿气管长轴切约1.0 cm皮肤切断，一起用止血钳钝性别离切断下皮肤安排和肌肉，露出大鼠气管。将克己14G气管导管缓慢刺入气管向前推动1.0 cm、拔出管芯，通气断定在主气管内手术缝线固定套管后接小动物呼吸机行MV，四肢衔接生物机能监护仪继续进行心电图监测。行尾静脉穿刺坚持静脉晓畅；整个进程中坚持室温26～28℃。试验中按大鼠出血量和生理需求量坚持输液[1 ml/（kg·h）生理盐水][6]。
1.3.2 动物分组 将大鼠随机分为A、B、C、D组（n=18），予以不同VT和通气时刻。对照组（A 组，自主呼吸组），小VT组（B组，VT=6 ml/kg），惯例VT组（C组，VT=10 ml/kg），大VT组（D组，VT=40 ml/kg），每组18只，各组别离按通气时刻（2、4、6 h）再随机分为3个亚组，每个亚组各 6 只大鼠。A组仅作气管切开插管，其他各组气管切开后接小动物呼吸机行MV，B、C、D组呼吸机参数均设置为RR 70/min，FiO2 21%，PEEP 0 cmH2O。
1.4 检测目标
试验中调查心电图，通气完毕立刻处死动物。剖胸取右侧肺安排核算湿重干重比（W/D），另一侧肺做病理学及细胞学凋亡检测。
1.4.1 血流动力学目标 接连调查心电图改动、心率。
1.4.2 肺安排 W/D 取大鼠右肺安排，先称湿重，再放置于电热鼓风干燥箱中，干燥箱温度设定为80℃，恒温烘烤直到肺安排至恒重后称肺干重，然后核算肺安排 W/D。
1.4.3 肺安排病理学查看 取部分左肺安排用4%多聚甲醛溶液固定，经过白腊包埋、切片、HE染色等处理后，置于光学显微镜下调查肺泡及毛细血管充血、肺内出血、中性粒细胞在血管壁及肺空隙滋润、肺泡壁增厚或许透明膜构成以上四项进行肺危害评分。选用3分制计分：无改动0分，轻度改动1分，中度改动2分，重度改动3分，然后累计总分。每个标本选取5个高倍视界，评分后取其均值。
1.4.4 TUNEL法检测肺安排细胞凋亡程度 经过TUNEL染色的肺安排细胞若细胞核内呈现棕黄色颗粒即为阳性成果，置于高倍镜下（×400）随机选取5个不重复视界，计数100个细胞中TUNEL阳性细胞数，核算细胞凋亡指数。
1.5 统计学处理
选用SPSS 19.0软件进行统计分析，计量材料用均数±标准差（x±s）表明，不同组别、组内不一起刻点间比较选用方差分析，用Bartlett查验进行方差齐性查验，满意方差齐性则用LSD做两两比较，若不满意方差齐性则选用Dunnet查验，以P<0.05为差异有统计学含义。
2 成果
2.1 肺的病理学改动
肉眼调查可见，A、B组肺安排未见显着的危害改动，C组通气6 h时可见肺安排呈现中度充血、水肿，横切面可见不规则淤血区。D组在通气2 h后可见肺安排水肿充血显着，通气4 h后肺外表呈现很多出血点，通气6 h后出血点构成不规则片状。经HE染色后光镜下可见A、B组病理形状大致正常，C组通气6 h呈现肺内轻度出血、肺泡壁轻度增厚并有透明膜构成。D组2 h即可见肺内弥散存在出血点，通气4 h时可见很多散在出血点，肺泡距离增宽，肺泡腔渗液较多，通气6 h肺安排结构彻底损坏，肺泡发作交融，肺安排实变。C、D肺安排危害程度随通气时刻的添加而加剧（图1）。
2.2 4组肺安排W/D、肺危害评分及细胞凋亡指数的比较
与A组比较，C、D组肺安排 W/D、肺危害评分及细胞凋亡指数跟着通气时刻的添加均显着升高（P<0.05），B组上述各项目标差异无统计学含义（P>0.05）。C、D组内3个时刻点肺安排 W/D、肺危害评分及细胞凋亡指数值均随时刻的改动显着升高（P<0.05），A组上述各项目标差异无统计学含义（P>0.05）（表1）。
3 评论
危重患者在呼吸机的支撑医治中常并发机械通气相关性肺危害（VILI）。现在，国内外研讨以为，VILI的发作首要因为呼吸机参数设置不妥，即较高气道压或容量导致吸气末肺安排的过度扩张而呼气末肺容积过低使不张的终末小气道和肺泡随机械通气周期性地敞开和封闭[7]，然后导致机械性肺危害的发作。有的研讨也发现，跟着通气时刻的添加，肺危害的趋势也越来越显着[8]。临床工作中首要是经过改动呼吸机通气形式和通气战略来防止VILI的发作，可是至今关于呼吸机通气形式的设置没有达到清晰的一致，本研讨经过动物肺危害模型制备来寻觅最适通气形式。
现在，国内外研讨中常见的机械通气肺危害动物模型制备办法有两种：一是在压力操控通气形式下给予较高的吸气压力导致肺危害的发作，2015年，Yang等[9]研讨发现，给予大鼠吸气压力10 cmH2O，PEEP=0 cmH2O，RR 50/min，通气4 h后能够仿制大鼠肺危害的发作。Dreyfuss等[10]的研讨也证明，给予家兔45 cmH2O的吸气压力，MV进程中会很快呈现肺危害的体现。该办法的缺陷是吸气压力巨细的设置欠好断定，没有清晰的文献支撑，没有找出导致肺危害发作的最佳吸气压力值[11-12]，此类办法在试验研讨中运用较少。二是容量操控通气形式下给予大VT的MV，跟着时刻的添加肺危害程度逐步加剧。Huang等[13]的研讨发现，当VT设定为30 ml/kg，RR 25/min，FiO2=21%，通气2 h即可呈现肺危害，这说明VT和通气时刻是导致肺危害发作的关键因素[14-16]。
本研讨中比较了不同VT（6、10、40 ml/kg）和不同通气时刻（2、4、6 h）条件下肺危害的发作程度，一起经过肺危害评分、细胞凋亡指数、光镜下病理成果来点评VILI模型树立的成功与否。成果发现，给予VT 40 ml/kg通气2 h韶光镜下可见大鼠肺内点状出血点，肺泡腔内渗出液增多。通气4 h后可见肺内很多散在出血点，肺泡距离增宽肺泡膜增厚，肺泡腔内很多渗出液，部分肺泡决裂交融。通气6 h后肺安排结构彻底损坏。一起跟着VT的增大和通气时刻的添加，肺危害评分及细胞凋亡指数在增高也说明晰肺危害程度的加剧。相比之下，VT=6 ml/kg通气组大鼠肺安排没有呈现肺泡水肿、炎症渗出等急性肺危害体现。VT=10 ml/kg通气组大鼠在通气6 h后可见有轻度肺内出血点、肺泡壁轻度增厚体现。综上所述能够得出定论：VT=40 ml/kg通气2 h即可导致肺危害，通气4 h可安稳树立大鼠MV所造成的肺危害大鼠模型。
本研讨中给予大鼠小VT（VT=6 ml/kg）通气大鼠能够存活数小时乃至数天，小潮气量对大鼠肺部的危害是极端缓慢的。相比之下，给予大VT（VT=40 ml/kg）通气的大鼠肺危害开展较快数小时内即可呈现典型的肺危害体现，因而树立大鼠VILI模型需求给予适宜的VT和通气时刻，本试验成功树立了大鼠VILI模型，为往后从事相关肺危害的研讨供给了动物学模型的参阅根据。
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（收稿日期：2015-11-11 本文修改：许俊琴）