智能洗肺機治療矽肺犬的實驗研究.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)濟損失近百億元，給個人、家庭、企業(yè)和社會造成了沉重的負擔。
　　 研究已證實：矽肺形成過程中最重要的炎癥細胞是肺泡巨噬細胞，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被公認為是肺纖維化形成與發(fā)展的關(guān)鍵性細胞因子。肺纖維化的發(fā)生亦是細胞外基質(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。肺泡巨噬細胞活化后釋放的細胞因子和炎癥介質(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)活化肺泡巨噬細胞，是塵肺病人雖然脫離粉塵環(huán)境，但病變?nèi)猿掷m(xù)進展的主要原因。
　　 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行重力灌液和抽液，沒有專門的洗肺儀器進行標準化操作和監(jiān)控，故存在著操作相對復(fù)雜、耗時長、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)控灌洗過程中的實時數(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、機的原理機，擬將其應(yīng)用于臨床肺灌洗治療矽肺病。為了驗證智能洗肺機的安全性和有效性，我們設(shè)計了本實驗，將其應(yīng)用于矽肺犬動物模型，以評估智能洗肺機治療矽肺犬的安全性及有效性，為今后開展的臨床試驗提供基礎(chǔ)性理論依據(jù)。
　　 研究目的：
　　 1、模擬矽肺的染塵和致病過程，建立矽肺犬動物模型，觀察實驗犬胸部CT影像學及肺組織病理學變化。
　　 2、應(yīng)用傳統(tǒng)和智能兩種肺灌洗方法對實驗犬行肺灌洗治療，觀察TGF-β1、MMP

5、-2、MMP-9細胞因子在實驗犬肺泡巨噬細胞中的表達，探討其變化的意義。
　　 3、初步評估智能洗肺機治療矽肺犬的安全性和有效性。
　　 研究方法：
　　 1、矽肺犬動物模型的建立及評估
　　 將20只本地健康雜種犬隨機分為4組：健康對照組，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、不同染塵時間段，實驗犬的動脈血氣、胸部CT影像學及肺組織病理學變化，摸索建立矽肺犬動物

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

7、細胞總數(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，評估智能洗肺機治療矽肺犬的有效性。
　　 研究結(jié)果：
　　 1、各組實驗犬染塵后，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、染塵時間越長，其胸部CT的改變越明顯。
　　 2、實驗犬染塵3月后取肺組織病理標本，常光顯微鏡下見支氣管周圍大量吞塵巨噬細胞聚集，有成纖維細胞增生及

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，其肺組織病理改變越明顯。
　　 3、智能洗肺機單側(cè)肺灌洗平均時間35.7±2.3min，人工傳統(tǒng)方式單側(cè)肺灌洗平均時間43.6±2.9min，兩種肺灌洗方法在操作時間上存在顯著差異(P<0.01)，應(yīng)用智能洗肺機可縮短肺灌洗操作時間。
　　 4、應(yīng)用智能洗肺機灌洗的實驗犬存活率100%，灌洗液回收率88.9±1.

9、6%，應(yīng)用傳統(tǒng)肺灌洗的實驗犬存活率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，本實驗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濃度等各指標上，與相應(yīng)健康對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，本實驗中智能肺灌洗的有效性不低于傳統(tǒng)肺灌洗。
　　 結(jié)論：
　　 1、實驗犬氣管插管后，經(jīng)呼吸機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個月，可建立早期的矽肺犬動物模型。
　　 2、初步驗證了智能洗肺機治療矽肺犬的安全性，本實驗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、各種炎性細胞及細胞因