部分液体通气治疗急性肺损伤家兔

1、    部分液体通气治疗急性肺损伤家兔        【摘要】目的观察部分液体通气（PLV）对急性肺损伤（ALI）家兔肺内气体交换、肺顺应性、体循环功能的影响。方法健康雄性新西兰兔24只，用油酸制备成急性肺损伤模型后随机分为3组,每组8只。各组采用不同方法治疗：呼气末正压（PEEP）组，常规机械通气（CMV）+PEEP治疗；生理盐水（NS）组，肺内注入NS同时+CMV+PEEP；FDC组，肺内注入全氟碳化合物-全氟萘烷(FDC)同时+CMV+PEEP。分别观察各组治疗前后血气

2、、呼吸力学、体循环的变化。结果FDC组动脉血氧分压从（90±6）mm Hg升高到（232±26）mm Hg（P<0.05）, 动脉血二氧化碳分压从（52.1±2.8）mm Hg降低到（40.1±3.0）mm Hg（P<0.05）, 肺顺应性从（1.05±0.11）ml/cm H2O升高到（1.79±0.24）ml/cm H2O （P<0.05），血气指标及肺顺应性的改善优于其它两组。结论PLV可明显改善ALI家兔的动脉血气，有效提高肺顺应性，对动物的体循环无明显影响，疗效优于CMV。【关键词】部分液体通气;全氟碳化合

3、物;急性肺损伤;新西兰兔Experimental study of partial liquid ventilation in rabbits with acute lung injuryZHANG Jianpeng， LIU Youning，WANG Faqiang, et al.（Department of Respiratory Disease, General Hospital of Chinese Peoples Armed Police Forces, Beijing 100039, China）【Abstract】ObjectiveTo observe the effective

4、ness of partial liquid ventilation (PLV) on gas exchange, pulmonary compliance (Cst), blood dynamics in the oleic acid (OA) induced acute lung injury (ALI) rabbits. Methods24 healthy male New Zealand rabbits were randomly allocated to three groups and treated with various methods after OA acute lung

5、 injury model established. The study groups as follows: PEEP group with conventional mechanical ventilation (CMV) and PEEP, normal saline (NS) group with CMV, PEEP and NS, FDC group with CMV， PEEP and FDC. The parameters such as blood gases, Cst, circulation state were observed before and after trea

6、tment. ResultsIn FDC group, PaO2 increased from (90±6) mm Hg to (232±26) mm Hg（P<0.05）, PaCO2 decreased from (52.1±2.8) mm Hg to (40.1±3.0) mm Hg （P<0.05）, Cst increased from (1.05±0.11) ml/cm H2O to (1.79±0.24) ml/cm H2O（P<0.05）. HR, MAP and CVP showed no sign

7、ificant changes after treatment compared with pretreatment values in FDC group. ConclusionPulmonary gas exchange and pulmonary compliance improved significantly during PLV in the ALI rabbits, without obvious influence on hemodynamic status.【Key words】Partial liquid ventilation；Perfluorocarbon；Acute

8、lung injury；Rabbit近年来随着对通气相关性肺损伤（VILI）的逐步认识，了解到机械通气（CMV）可能通过多个环节引起VILI，在此基础上一方面提出了保护性通气策略，另一方面试寻找更为安全、有效的机械通气新方法1。部分液体通气（PLV）是90年代初国外出现的新技术，在治疗急性肺损伤（ALI）时具有与完全液体通气相似的效果，可改善肺内气体交换、降低通气工作压力，有效防止VILI发生2。我们的研究用PLV观察国内合成的全氟碳化合物（PFC）-全氟萘烷(FDC)对急性肺损伤（ALI）动物的治疗作用。材料与方法一、实验动物与分组健康雄性新西兰兔（解放军总医院动物中心提供）24只，体重(2

9、.6±0.3) kg，随机分为3组：FDC组、呼气末正压（PEEP）组、生理盐水（NS）组。 二、实验方法(1)FDC由中国科学院有机化学研究所合成，分子式C10F18，每100 ml 氧容量49 ml、二氧化碳容量140 ml，表面张力15 dynec/cm。（2）油酸（OA），美国Sigma公司，纯度99%。（3）仪器：Serve 900C呼吸机，930 940型呼吸力学监测仪，惠普54S型多功能监护仪，AVL995血气分析仪。（4）麻醉及手术：用3%戊巴比妥钠（30 mg/kg）静脉注射麻醉，股动脉插管监测动脉平均压、心率及采集动脉血气（ABG），颈外静脉插管建立液体通道及监测

10、中心静脉压，动静脉通道分别连接Interflow管，用肝素(NS)以3 ml/h维持通道。气管切开插管连接呼吸机进行CMV。操作完成后观察30 min，待动物血压、心率平稳及呼吸机运行稳定后开始实验。（5）ALI模型制备：OA用量0.090.11 ml/kg，分3次在20 min内经静脉注入，OA注射60 min后达到模型标准。（6）实验过程：在模型制好后各组采用不同措施进行治疗，FDC组FDC+PEEP+CMV，PEEP组PEEP+CMV，NS组NS+PEEP+CMV。（7）CMV参数设置：参数调节全部在模型制备前进行，吸入气氧浓度（FIO2）=1.0、呼吸频率为30次/分、吸气时间30%，

11、潮气量（VT）调节至保持动脉血二氧化碳分压（PaCO2）在3545 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)水平。从制备模型开始到实验结束，上述参数保持不变。PEEP的应用在相应组别中与液态呼吸介质（LRM）注入同步进行，PEEP均为4 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)。 LRM采用统一剂量，FDC及NS均为9 ml/kg3。三、观察指标分别在ALI模型制备前、后60 min（即0时间点）、治疗后30、60、90 min时间点观察以下指标：动脉血氧分压（PaO2）、PaCO2、肺顺应性、心率、动脉平均压、中心静脉压。四、统计学处理所有结果均以均数±标准差表

12、示，数据处理用SAS统计软件中的F检验及q检验进行，P<0.05示差异有显著性。结果不同治疗后，三组的PaO2、PaCO2、肺顺应性变化分别见表13，心率、动脉平均压、中心静脉压变化见表4。由表1可见，三组在治疗后各个时间点的PaO2均较治疗前明显升高，但FDC组PaO2在各个时间点均较其他两组明显增高，且FDC组PaO2随治疗时间延长呈进行性增高，而其他两组PaO2不随治疗时间延长而增高。由表2可见，FDC组及PEEP组治疗后PaCO2较治疗前明显下降，NS组治疗前后PaCO2无明显变化。由表3可见，FDC组治疗后肺顺应性较治疗前明显增高，而PEEP组及NS组治疗前后肺顺应性无显著变化

13、。由表4可见，FDC组治疗前后心率、动脉平均压无明显变化，而PEEP组及NS组治疗后心率、动脉平均压均较治疗前明显下降。三组治疗后CVP均较治疗前显著增加。表1各组家兔PaO2测定结果比较(±s)组别只数PaO2(mm Hg)F值P值造模前0 min30 min60 min90 minFDC组8409±37*90±6157±14*193±38*232±26*55.610.0001PEEP组8405±37*89±9127±10*128±7*122±14*303.920.0001NS组84

14、02±42*91±6117±12*115±8*116±10*266.320.0001F值0.270.64863.5733.78139.62P值0.8950.630.00010.00010.0001注:与同组0 min值比较?P<0.05；与PDC组同一时间点值比较P<0.05(下同) 表2各组家兔PaCO2测定结果比较(±s)组别只数PaCO2(mm Hg)F值P值造模前0 min30 min60 min90 minFDC组839±3*52.1±2.843±4*41.9±3.7*40

15、±3?28.600.0001PEEP组839±4*54.1±4.944±4*45.0±5.8*45±510.920.0001NS组839±5*51.9±3.650±348.1±2.649±319.120.0001F值0.211.865.2911.7329.79P值0.930.1560.00450.00010.0001表3各组家兔肺顺应性测定结果比较(±s)组别只数肺顺应性(ml/cm H2O)F值P值造模前0 min30 min60 min90 minFDC组83.0

16、7;0.4*1.05±0.111.78±0.22*1.79±0.24*1.68±0.23*89.190.0001PEEP组83.0±0.4*0.98±0.191.02±0.111.02±0.090.94±0.08202.000.0001NS组82.9±0.5*1.03±0.150.99±0.140.93±0.140.91±0.10131.840.0001F值0.190.6631.3321.3135.07P值0.94080.62390.00010.00010

17、.0001表4各组家兔循环参数测定结果比较(±s)组别只数心率(次/min)动脉平均压(mm Hg)中心静脉压(cm H2O)0 min90 min0 min90 min0 min90 minFDC组8280±22271±1583±882±104±16±1*PEEP组8296±23267±12*88±1574±11*4±16±2*NS组8270±19236±23*84±1165±10*4±16±2*讨论一、

18、PLV对ALI家兔动脉血气的影响PLV可使PaO2显著增高、PaCO2显著降低，各指标改善均优于其它组。FDC组PaO2较治疗前增高160%，PEEP组、NS组分别增加47%、26%。PLV可使PaCO2降低1012 mm Hg， PEEP组PaCO2降低712 mm Hg，NS组PaCO2无明显变化。PLV由CMV与LRM构成，实验中各组CMV参数完全相同，故可排除CMV参数对结果的影响。对结果产生影响的干预因素只有LRM。NS组与其它组结果比较说明，气管内注入低气体携带能力的NS可明显降低单纯PEEP的治疗作用。低气体携带能力的NS的注入，相当于人为地增加肺内液体渗出，减少肺内气体交换面积

19、，直接降低了CMV的效果，由此可见LRM的气体携带能力是影响疗效的重要因素，这也为以前的研究证实4。FDC组与其它组的比较说明，在低水平PEEP的协同下，PLV可使血气得到明显改善，并随治疗时间延长血气指标趋向于不断好转，这与PEEP组血气指标先改善后恶化形成鲜明对比。PEEP是PLV时促进PFC在肺内较均匀分布的主要因素，同时也是气体从气相向液相扩散的主要动力。PLV时仅需较低水平PEEP与PFC相协同，即可使动脉血气得到明显改善，这也是PLV能有效降低CMV工作压力水平、减轻VILI的重要原因之一5。二、PLV对ALI家兔肺顺应性影响PLV可以显著提高肺顺应性，在PLV治疗开始时Cst即有

20、大幅度增加，这种作用持续存在于治疗的全过程。与FDC组相比，PEEP组及NS组在治疗开始时Cst仅有小幅度升高，此后又逐步降低。PFC的高比重特性，有利于其直接进入萎陷的肺泡，使这些肺泡重新复张，同时PFC可抑制肺泡腔液体渗出、减少肺间质水肿；PFC具有很低的表面张力，类似于肺泡表面活性物质的作用，当其进入肺内后可明显降低肺泡表面张力，防止肺泡萎陷，PFC也可以促进内源性肺泡表面活性物质的产生6。同时，PFC具有直接抑制肺内炎性细胞活性，提高肺内超氧化物歧化酶水平，有助于维持肺内抗氧化平衡，抑制肿瘤坏死因子、白细胞介素等炎性细胞因子的表达等作用，可直接或间接地减轻肺组织的病理损伤7，8。FDC

21、组肺顺应性的明显升高可能与PFC的上述作用密切相关。三、PLV对ALI家兔血流动力学的影响从观察结果可见，各组治疗前、后的动脉平均压、心率、中心静脉压均无显著变化，说明LRM对动物体循环无明显的影响。PEEP是CMV时影响循环的主要因素，而适当水平的PEEP（即最适PEEP）不但不会对循环带来不利影响，反而会促进循环功能的改善，增加组织氧合。本研究中PEEP水平较低，尚不足于影响动物的循环功能。综上所述，PLV可明显改善ALI家兔的动脉血气，有效提高肺顺应性，其作用优于常规机械通气。 作者单位：张健鹏（100039 北京，武警总医院呼吸科）王发强（100039 北京，武警总医院呼吸科

22、）刘又宁（解放军总医院呼吸科） 刘书盈（解放军总医院呼吸科） 参考文献1，Dreyfuss D, Sauman G. Ventilator-induced lung injury. Am J Respir Crit Care Med， 1998,157:294-323. 2，Fuhrman BP, Panczan PR, Defrancisis M. Perfluorocarbon-associated gas exchange. Crit Care Med, 1991,19:712-722.3，Tutuncu AS, Faithfull NS, Lachmann B. Intratrache

23、al perfluorocarbon administration combined with mechanical ventilation in experimental respiratory distress syndrome: dose-dependent improvement of gas exchange. Crit Care Med, 1993,21: 962-969.4，Shaffer TH. A brief review: liquid ventilation. Undersea Biomedical Research, 1987,14:169-178.5，Hirschl RB, Tooley R, Pa