在实验急性肺损伤中结合局部液体通气和易发位置

实验方案得到了适当的政府机构的批准，研究是根据赫尔辛基公约使用和照顾动物进行的。

二十女猪(德意志Hausschwein)体重为29.2±2.5公斤(PLV组29.9±3.2公斤体重,气体通风[问]组28.5±1.5公斤体重)被包括在研究后确认没有任何负责任的兽医临床感染的迹象。

术前给予氮泼隆(5 mg/kg肌注)，其次为氯胺酮(10 mg/kg肌注)和阿托品(0.01 mg/kg肌注)。静脉后访问通过用硫喷妥钠(3 mg/kg静脉注射)诱导耳静脉麻醉，持续输注硫喷妥钠(6-10 mg·kg)维持麻醉^-1·h^-1)和芬太尼(0.1 μg·kg^-1·敏^-1）.泮库溴铵(3 μg·kg)可使肌肉松弛^-1·敏^-1）.所有动物经口气管插管7.5 - 8.5 mm内径气管内管，压力控制机械通气(Servo 300 NO-A;西门子Elema，隆德，瑞典)。峰值吸气压力限制在40cm H²呼吸频率为每分钟20次，吸气:呼气时间比为1:2，呼气末正压为5cm H²O.吸气压力设定为潮气量8-10 ml/kg;吸气氧的比例(FI)^O2)在整个实验过程中保持在1.0。在诱导肺损伤之前，通过两次连续血气分析，调整吸气压力以使动物保持正碳酸状态，此后不再改变呼吸设置。

持续滴注3 - 5ml·kg^-1·h^-1平衡的电解质溶液给予充分的水合作用。

动脉通路是通过将18g导管(Vygon, Ecouen，法国)引入股动脉实现的。肺动脉导管(93A-431-7.5 F型;Baxter Healthcare Corporation, Irvine, CA)通过位于股静脉的8.5-French鞘(Arrow Deutschland GmbH, Erding, Germany)在转导压力引导下进入肺动脉。在红外温灯照射下，肺动脉导管测血温度维持在37.8±0.9°C。

根据在中间体的零参考水平的实验方案中易于和仰卧位的测量。平均动脉压，平均肺动脉压，中央静脉压和肺动脉闭塞压力（PVP，Kirschseeon / Eglharting，德国）和记录（型号CS / 3; Datex，Apim，德国）。用标准热卸金技术（Baxter Deutschland GmbH，Unterschleiβheim，德国）测定心脏输出，并表示为不同呼吸循环的随机阶段的三次测量的平均值。心脏血压曲线追踪心率。

动脉和混合静脉血标本进行厌氧采集，立即分析P^O2P^CO.2,P.H使用标准血气电极(abl520;辐射计,哥本哈根,丹麦)。采用物种特异性分光光度法测定动脉和混合静脉血氧饱和度和总血红蛋白浓度(osm3血氧计;辐射计)。动脉血氧含量(Ca^O2），混合静脉（CV^O2)，肺毛细血管(Cc^O2）使用公式计算样品：氧气含量=血红蛋白浓度×1.34×（％o²饱和/ 100)+ P^O2×0.0031。计算Cc^O2， FI处的肺毛细血管氧张力^O2的值等于肺泡P^O2，估计为:气压-水汽压- Pa^CO.2/呼吸商(假设呼吸商= 0.8)-进行PLV时的全氟碳蒸气压(我们研究中使用的全氟碳为61毫米汞柱)。15,17.静脉混合液(Q^S./ Q^T.)由标准分流方程导出:(Cc^O2−Ca^O2) / (Cc^O2−简历^O2）.

麻醉动物仰卧位，重复肺灌洗引起肺损伤，如前文所述并经Lachmann评估等．18用30 ml/kg预温盐水(0.15 M;38°C)，利用重力梯度使动物头部向下倾斜约45度，引流液体。一个Pa^O2在FI下持续1小时小于100mmhg^O2呼气末正压为5cm H²o选择最后肺灌洗后作为唯一确定急性肺损伤的唯一终点。为了达到该值，在PLV组中进行10±1肺灌洗，11±1灌洗是在提交给GV的动物中诱发急性肺损伤。

在仰卧动物中开始部分液体通气，连续给药15 ml/kg的全氟碳化合物(FC 3280;3M Chemical Products, Neuss, Germany)在吸气时通过气管内管，使用一个旋转连接器(Portex, Kent, UK)。每次给药超过9-10分钟进入气道，每次吸入大约2-2.5毫升全氟碳化合物。每公斤全氟碳30毫升的总容积大约相当于生猪的正常功能剩余容量。1我们研究中使用的全氟碳化合物(C^8.F¹⁸, FC 3280;3M化学产品)是一种高度净化的全氟碳工业产品，密度为1.75克/厘米^3.在25℃时，蒸汽压为61 mmHg，表面张力为12 mN/m。高达40毫升O²192ml CO²可溶解在100毫升的液体(数据来自3M化工产品)。

所有动物均在平卧位(T^基线肺损伤诱导后(T^阿里）.研究了两组动物。在调查了10只被分配到PLV的动物后，结果与全氟化碳灌注无关，而是与时间和位置相关的独立变化的可能性仍然存在。因此，我们研究了第二组10只接受GV的动物，以排除这种影响。两组在以下时间点和实验设置进行血气、血流动力学和气道压力测量:(1)T^30.:诱导急性肺损伤后30min，倾向⁶⁰:诱导急性肺损伤后60min，仰卧⁹⁰: PLV组在15 ml/kg全氟碳诱导急性肺损伤后90 min, PLV启动后30 min，平卧¹²⁰: PLV组在15 ml/kg全氟碳诱导急性肺损伤后120 min，启动PLV后60 min，倾向¹⁵⁰: PLV组在30ml /kg全氟碳诱导急性肺损伤后150 min, PLV启动后30 min，平卧¹⁸⁰: PLV组在30ml /kg全氟碳诱导急性肺损伤后180 min和启动PLV后60 min，倾向于。在每次位置或全氟碳剂量变化后进行测量之前，给出了30分钟的平衡时间。

在研究结束时，用静脉注射氯化钾杀死麻醉的动物。

所有数据均用均值±SD表示。使用合适的软件包进行统计分析(NCSS 6.0.7.;摘要,Kaysville UT)。数据采用重复测量的方差分析(ANOVA)进行分析。方差分析程序的统计设计基于三个内部因素，即PLV有两个水平(15 ml/kg, 30 ml/kg)，定位有两个水平(俯卧，仰卧)和两水平组(GV组，PLV组)。对于显著的方差分析结果Duncan’s事后检验用于组间和组内的比较。P.< 0.05认为差异显著。

进行重复的肺灌洗（PLV组：10±1，GV组：11±1），以诱导所有动物的急性肺损伤，如PA减少所示^O2从510±35 mmHg增加到54±11 mmHg^S./ Q^T.由16±7%至61±10%(表1）.巴勒斯坦权力机构^CO.2灌洗肺后由38±7 mmHg增加至54±9 mmHg。详细的气体交换、血流动力学和气道压力数据^基线和T^阿里每一组的表1和2．对于任何测试的任何参数的这些时间点，两组之间没有显着差异。所有动物幸存了整个研究时期。

在GV (T^30.)导致Pa显著增加^O2和光伏^O2Q显著下降^S./ Q^T.与随后仰卧位(T⁶⁰)和T^阿里（P.< 0.001;图1那表1）.减少Pa^CO.2两组患者均观察到俯卧位所致并发症，但差异无统计学意义;然而,P.与仰卧位相比，PLV组俯卧位时H显著升高⁶⁰（表1）.

比较GV和PLV组相应时间点的气体交换和代谢数据(T^30.和T⁶⁰)只显示了显著的差异P.H T^30.（表1）.

每组的血流动力学数据分析显示，在T时俯卧位的MAP显著增加^30.PLV组与T^阿里和T⁶⁰．在GV组中，如果动物俯卧于T^30.与T.相比^阿里但不能与随后的仰卧位相比。平均肺动脉压由28±3 mmHg (T^30.)至35±6 mmHg (T⁶⁰)，让动物仰卧。T时血流动力学参数的比较^阿里T^30., T⁶⁰发现在这些时间点上，GV组和PLV组之间没有差异(表2）.

肺损伤诱导后，两组的吸气压力峰值均升高。与T组相比，俯卧使动物的吸气压力峰值降低^阿里（P.< 0.05)，当动物恢复平卧位(T⁶⁰）（表2）.

仰卧位的部分液体通风导致PA的增加^O2PLV组与T^阿里只适用于所使用的两种全氟化碳剂量中较高的剂量(P.< 0.001,图1）.然而，混合静脉二氧化碳张力同时增加（PV^O2)， Q值下降^S./ Q^T.在t的重要性⁹⁰和T¹⁵⁰与T.相比^阿里（P.< 0.001;表1）.巴勒斯坦权力机构^CO.2两种剂量的全氟碳化合物在PLV后均无变化;P.H，标准碱过量，和HCO^3.−与T^阿里灌注全氟碳后。

灌注全氟碳水化合物后，心输出量显著下降，心率从103±13 (T^阿里)至88±17 (T .⁹⁰)， 80±15次/分(T¹⁵⁰(分别)P.< 0.05)。所有其他血流动力学参数和吸气压力峰值保持不变(表2）.

在PLV期间，动物从仰卧位转向俯卧位导致Pa进一步显著增加^O2从109±42 (T⁹⁰)至176±83 mmHg (T¹²⁰)和192±92 (T¹⁵⁰)至265±111 mmHg (T¹⁸⁰)比较了PLV组中全氟化碳剂量相似的时间点，尽管Pa发生了变化^O2在使用15 ml/kg全氟化碳的PLV时，俯卧位的效果并不超过GV组仅使用俯卧位的效果。然而，在T时观察到PLV和俯卧位对动脉氧合有显著的叠加效应¹⁸⁰与相同剂量全氟化碳的PLV平卧位(T¹⁵⁰)和GV组相应的时间点(T¹⁸⁰)，如图1．

在PLV组中，等剂量的全氟化碳对仰卧位和俯卧位的比较显示Pv没有变化^O2,爸爸^CO.2,问^S./ Q^T.，或任何血液动力学或代谢参数。

在GV组中，当动物体位为俯卧位时，动脉和静脉氧合量和静脉混合量均比仰卧位和T位增加^阿里，而再次仰卧时，肺损伤值的改善则相反。巴勒斯坦权力机构^CO.2在研究期间缓慢但持续地增加，同时标准基过量和P.H与PLV组在从T开始的所有时间点上均有显著差异⁹⁰通过T¹⁸⁰．在GV组中没有观察到由定位的变化引起的血流动力学的变化，除了当动物仰卧时的平均肺动脉压力显着增加。类似地，当动物倾向于俯卧时，观察到峰值吸气压力的降低（表2）.

比较T时气体交换、气道压力和血流动力学数据²¹⁰和T^阿里在GV组中，仅峰值吸气压力、平均肺动脉压力和肺动脉闭塞压力有统计学差异。所有其他血流动力学和气体交换参数在整个研究期间保持稳定，不受位置或时间的间歇变化的影响。

我们的研究目的是评价俯卧位和PLV对中等大小猪急性肺损伤生理盐水肺灌洗模型肺气体交换的联合影响。我们证明了俯卧位和PLV的组合可以改善动脉氧合，这取决于全氟碳的剂量。俯卧位有降低Q值的趋势^S./ Q^T.在PLV组中，虽然没有达到统计学意义。综合应用这些技术对Pa的最大影响^O2超过俯卧位或单纯仰卧位PLV的效果。

提出了两个机制来解释Pa的增加^O2在PLV。首先，气管内灌注全氟碳化合物可引起肺不张段的复张，从而改善受损的通气/灌注比。肺不张，特别是依赖肺段的肺不张是本研究中使用的成熟和广泛的肺灌洗模型所产生的典型特征。18其次，由于全氟碳液体密度高，可能会压缩肺依赖区域的肺毛细血管。3、19肺血流从依赖不良或不通气的肺段重新分配到通气良好、不依赖的肺区域，可能导致肺分流减少和动脉氧合改善。4.

在我们的研究中，平卧位PLV导致Pa显著增加^O2只有在两种剂量中较大剂量的全氟化碳(相当于猪的功能剩余容量)被给予之后。其他作者使用不同物种的急性肺损伤相同模型描述了PLV期间动脉氧合的剂量依赖性增加。5、20然而，尽管已经通过小剂量的全氟化物来实现了小动物模型和人类新生儿的改善，但是20，21中型动物和成年患者似乎需要更大的剂量，以显著改善Pa^O2，正如我们在研究中观察到的。22这表明，较大的前后胸径导致全氟碳化合物和气体在肺中的分布更不均匀，液体在依赖的肺区域淤积。22-24由于平卧位时已存在的重力胸膜压力梯度增加25，依赖的、充满液体的肺区域的通气和伴随的全氟碳的氧合可能很差。26因此，背部肺区段将保持缺氧，直至全氟碳剂量增加，并且液体回流到中央气道中，在那里它可以通过吸气气体流动更好地再分布并随后将其重新分布到外围气流。

一些研究者报道俯卧位增加Pa^O2在ARDS患者中。10 11 27一些动物研究表明，这种改善与更均匀的通气有关，这是由动物从仰卧位转向俯卧位时垂直胸膜压力梯度的增加造成的。15日,26、28、29在平卧位PLV时，胸膜压力梯度增加，25可以假设，俯卧位在GV过程中观察到的梯度下降也会在PLV过程中发生。更均匀分散的气态潮汐体积和减少气道压力必须足够的潮汐卷和适用于移动中的液柱依赖肺段可能导致更有效的招聘和通风的肺泡肺区域和促进reoyxgenation全氟化碳的表现为Pa的增加^O2Pa显著但不显著下降^CO.2在我们的调查中。

其他研究者已经观察到PLV期间心输出量的减少，这可能是肺血管床受压导致右室前负荷降低和右室后负荷增加的结果。22然而，PLV期间心输出的变化不会导致光伏的减少^O2或混合静脉血氧饱和度，表明氧输送和心功能仍足以避免动脉/静脉P升高^O2的区别。

如果要在较长的研究期间内评估气体交换的变化，时间可能是一个关键因素。然而，在我们的研究中，我们没有发现GV组在研究结束时的值与诱导肺损伤后的值相比，气体交换参数有任何差异，说明所应用的肺损伤模型具有较高的稳定性。

尽管我们研究中使用的全氟碳化合物具有功效，但全氟碳化合物的类型可能会影响对PLV的反应，尽管目前测试的不同全氟碳化合物的化学和物理特性非常相似。我们组以前的调查显示C^8.F¹⁸将我们研究中使用的全氟碳化合物与最近在人体试验中进行调查的全氟碳化合物进行比较(Perflubron, Liquivent;Alliance, San Diego, CA)。8,21关于物理性质，C^8.F¹⁸显示出比全氟丙烷更高的蒸汽压。这可能导致全氟碳化合物从肺部蒸发得更快，这更可能是Pa轻微、持续下降的原因^O2Q的增加^S./ Q^T.在长时间的学习期间。其他的研究者用一种持续的替代方法来补偿蒸发造成的损失。7、21然而，由于使用相同剂量的全氟碳化合物进行两次测量之间的时间间隔很短(30分钟)，我们在本次调查中没有使用后续剂量的全氟碳化合物。

我们的数据提示，PLV与俯卧位的联合应用是一种有效的技术，可以进一步提高平卧位PLV对肺气体交换的有益效果。在实验中，改变猪的位置不会对动物造成任何危害。平卧位PLV促进肺气体交换的机制和肺机制尚不完全清楚。关于肺血流再分配在动物模型中的假说有争议的数据3.及对ARDS患者临床试验中动脉氧合的影响。8.因此，在我们的研究中，很难预测PLV俯卧位改善的机制，解释仍需假设。为了澄清这些问题，需要进一步研究PLV联合其他治疗策略或单独治疗时的机制。

作者感谢Gabriele Wettmann、Helmut Wiese和Rolf Dembinski出色的技术援助。