智能洗肺機(jī)治療矽肺犬的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、研究背景：
　　 矽肺病(Silicosis)是一種由于在生產(chǎn)過程中長期吸入游離二氧化硅(SiO2)含量較高的粉塵而引起的以肺組織纖維化和肺部炎癥為主的慢性職業(yè)病。目前塵肺病是我國最嚴(yán)重的職業(yè)病，而矽肺病在其中占據(jù)了較大比例，每年我國因該病造成的直接經(jīng)濟(jì)損失近百億元，給個(gè)人、家庭、企業(yè)和社會(huì)造成了沉重的負(fù)擔(dān)。
　　 研究已證實(shí)：矽肺形成過程中最重要的炎癥細(xì)胞是肺泡巨噬細(xì)胞，它能吞噬吸入的二氧化硅等粉塵，被活化、凋亡并分泌

2、、釋放大量炎性因子和致纖維化因子，其中TGF-β被公認(rèn)為是肺纖維化形成與發(fā)展的關(guān)鍵性細(xì)胞因子。肺纖維化的發(fā)生亦是細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)合成和降解不平衡的結(jié)果，基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)在其中起著非常重要的作用。肺泡巨噬細(xì)胞活化后釋放的細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)在早期肺損傷中起主要作用，而肺內(nèi)殘留的粉塵持續(xù)活化肺泡巨噬細(xì)胞，是塵肺病人雖然脫離粉塵環(huán)境，但病變?nèi)猿掷m(xù)進(jìn)展的主要原因。
　　 現(xiàn)階段矽肺病尚無特效根治方法，通常采用肺灌洗、藥物及中

3、醫(yī)中藥等綜合性治療措施。藥物治療無效，大容量肺灌洗術(shù)(WLL)是較有效的治療策略。傳統(tǒng)的肺灌洗治療是依靠人工手段進(jìn)行重力灌液和抽液，沒有專門的洗肺儀器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作和監(jiān)控，故存在著操作相對(duì)復(fù)雜、耗時(shí)長、效率低，灌洗流速及壓力不穩(wěn)定，灌洗液溫度不恒定，無法監(jiān)控灌洗過程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、并發(fā)癥多等諸多問題，亟待解決。為了減輕塵肺病人的痛苦，使肺灌洗操作更加規(guī)范和高效率，我們將自身對(duì)肺灌洗技術(shù)的理解與現(xiàn)代電子軟件編程技術(shù)相結(jié)合，成功研制了智能洗肺

4、機(jī)的原理機(jī)，擬將其應(yīng)用于臨床肺灌洗治療矽肺病。為了驗(yàn)證智能洗肺機(jī)的安全性和有效性，我們?cè)O(shè)計(jì)了本實(shí)驗(yàn)，將其應(yīng)用于矽肺犬動(dòng)物模型，以評(píng)估智能洗肺機(jī)治療矽肺犬的安全性及有效性，為今后開展的臨床試驗(yàn)提供基礎(chǔ)性理論依據(jù)。
　　 研究目的：
　　 1、模擬矽肺的染塵和致病過程，建立矽肺犬動(dòng)物模型，觀察實(shí)驗(yàn)犬胸部CT影像學(xué)及肺組織病理學(xué)變化。
　　 2、應(yīng)用傳統(tǒng)和智能兩種肺灌洗方法對(duì)實(shí)驗(yàn)犬行肺灌洗治療，觀察TGF-β1、MMP

5、-2、MMP-9細(xì)胞因子在實(shí)驗(yàn)犬肺泡巨噬細(xì)胞中的表達(dá)，探討其變化的意義。
　　 3、初步評(píng)估智能洗肺機(jī)治療矽肺犬的安全性和有效性。
　　 研究方法：
　　 1、矽肺犬動(dòng)物模型的建立及評(píng)估
　　 將20只本地健康雜種犬隨機(jī)分為4組：健康對(duì)照組，低劑量低頻次組，高劑量低頻次組，高劑量高頻次組。觀察不同染塵劑量、不同染塵頻次、不同染塵時(shí)間段，實(shí)驗(yàn)犬的動(dòng)脈血?dú)狻⑿夭緾T影像學(xué)及肺組織病理學(xué)變化，摸索建立矽肺犬動(dòng)物

6、模型的方法。
　　 2、智能洗肺機(jī)治療矽肺犬的安全性及有效性評(píng)估
　　 將10只本地健康雜種犬隨機(jī)分為2組：傳統(tǒng)肺灌洗對(duì)照組和智能肺灌洗對(duì)照組。將10只染塵完畢的矽肺犬隨機(jī)分為2組：傳統(tǒng)肺灌洗組和智能肺灌洗組。對(duì)各組實(shí)驗(yàn)犬行相應(yīng)肺灌洗治療，將傳統(tǒng)與智能兩種肺灌洗方法作比較，以灌洗后實(shí)驗(yàn)犬存活率、灌洗前后的動(dòng)脈血?dú)?、灌洗液回收率、灌洗前后的胸部CT影像學(xué)表現(xiàn)等，評(píng)估智能洗肺機(jī)治療矽肺犬的安全性；以灌洗操作時(shí)間、灌洗回收液的

7、細(xì)胞總數(shù)及分類、灌洗回收液粉塵清除量、灌洗回收液AM培養(yǎng)上清TGF-β1、MMP-2、MMP-9濃度等，評(píng)估智能洗肺機(jī)治療矽肺犬的有效性。
　　 研究結(jié)果：
　　 1、各組實(shí)驗(yàn)犬染塵后，CT肺窗內(nèi)均有不同程度的肺磨玻璃樣改變，肺紋理增粗，且染塵劑量越大、染塵頻次越高、染塵時(shí)間越長，其胸部CT的改變?cè)矫黠@。
　　 2、實(shí)驗(yàn)犬染塵3月后取肺組織病理標(biāo)本，常光顯微鏡下見支氣管周圍大量吞塵巨噬細(xì)胞聚集，有成纖維細(xì)胞增生及

8、網(wǎng)狀膠原纖維形成，肺間質(zhì)增厚。偏光顯微鏡下增厚的肺間質(zhì)內(nèi)大量游離二氧化硅顆粒沉積。染塵劑量越大、染塵頻次越高，其肺組織病理改變?cè)矫黠@。
　　 3、智能洗肺機(jī)單側(cè)肺灌洗平均時(shí)間35.7±2.3min，人工傳統(tǒng)方式單側(cè)肺灌洗平均時(shí)間43.6±2.9min，兩種肺灌洗方法在操作時(shí)間上存在顯著差異(P<0.01)，應(yīng)用智能洗肺機(jī)可縮短肺灌洗操作時(shí)間。
　　 4、應(yīng)用智能洗肺機(jī)灌洗的實(shí)驗(yàn)犬存活率100%，灌洗液回收率88.9±1.

9、6%，應(yīng)用傳統(tǒng)肺灌洗的實(shí)驗(yàn)犬存活率90%，灌洗液回收率85.7±1.7%，在灌洗后第7天胸部CT示兩種肺灌洗方法后殘留的灌洗液均已完全吸收，雙肺復(fù)張良好，本實(shí)驗(yàn)中智能肺灌洗的安全性不低于傳統(tǒng)肺灌洗。
　　 5、應(yīng)用智能洗肺機(jī)的智能肺灌洗與傳統(tǒng)肺灌洗，在灌洗回收液粉塵清除量、灌洗回收液的細(xì)胞總數(shù)及分類、灌洗回收液AM培養(yǎng)上清TGF-β1、MMP-2、MMP-9濃度等各指標(biāo)上，與相應(yīng)健康對(duì)照組比較均有顯著性差異(P<0.01)，但兩

10、者間均無顯著差異，本實(shí)驗(yàn)中智能肺灌洗的有效性不低于傳統(tǒng)肺灌洗。
　　 結(jié)論：
　　 1、實(shí)驗(yàn)犬氣管插管后，經(jīng)呼吸機(jī)通氣將二氧化硅粉塵吹入肺內(nèi)，每次按400mg/kg稱取，每周染塵1次，持續(xù)染塵3個(gè)月，可建立早期的矽肺犬動(dòng)物模型。
　　 2、初步驗(yàn)證了智能洗肺機(jī)治療矽肺犬的安全性，本實(shí)驗(yàn)中智能肺灌洗的安全性不低于傳統(tǒng)肺灌洗。
　　 3、智能洗肺機(jī)可有效清除沉積在矽肺犬肺內(nèi)的二氧化硅粉塵、各種炎性細(xì)胞及細(xì)胞因