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氫氣知識

氫氣緩解呼吸機引起的肺損傷

發布時間:2017-06-30 瀏覽次數:次 字號:  【關閉】
發表雜志:Critical Care
通訊單位:美國匹茲堡大學醫學中心
疾病種類:呼吸機所致肺損傷
實驗對象:C57小鼠
給氫方式:氫氣吸入
給氫劑量:2%的氫氣混合氣體
給氫時間:2 h
觀察組織:肺
作用效果:機械通入2%的氮氣2小時引起肺功能受損、肺水腫及炎性細胞浸潤;而氫氣則可以明顯緩解上述機械通氣引起的肺損傷;氫氣可以顯著拮抗機械通氣引起的促炎細胞因子mRNA水平升高,并且可以誘導抗凋亡基因的表達,與吸入氮氣相比,氫氣使肺部MDA(脂質過氧化指標)水平明顯下降。

下載鏈接:《下載鏈接:http://ccforum.com/content/14/6/R234
摘要
介紹:
機械通氣(MV)可引起氧化應激和炎癥反應,隨后引起呼吸機相關性肺損傷(VILI),死亡率和ICU患者死亡的主要原因。吸入氫氣可以作為抗氧化劑,可能作為一種新的治療氣體有用。我們推測,由于其抗氧化和抗炎的特性,吸入氫氣治療可以改善VILI。

方法:
VILI進行氣管切開,放置鼠機械呼吸機雄性C57BL6小鼠產生(潮氣量為30 mL/kg,無呼氣末正壓,FiO2 0.21)。小鼠被隨機分配到治療組和進行與2%氮或2%氫在空氣輸送VILI。假手術組給予相同氣體處理2小時(每組8只)。微創和更長的曝光MV誘導VILI的影響(10毫升/公斤,5個小時,FiO2 0.21潮氣量)進行了研究(n = 6,每個組)。用潮氣量法測定兩小時內肺損傷評分、濕/干比、動脈血氧張力、氧化損傷、促炎介質和凋亡基因的表達。使用低潮氣量協議在五小時的終點評估氣體交換和細胞凋亡。

結論:
吸入氫氣有效降低VILI相關的炎癥反應,在局部和全身的水平,通過其抗氧化、抗炎和抗細胞凋亡的影響。

介紹
        雖然通氣支持往往是在ICU(ICU)要求對治療呼吸衰竭的危重患者(包括急性呼吸窘迫綜合征、肺炎、膿毒性休克、創傷、吸入嘔吐物,和化學性吸入)、機械通氣(MV)本身可以導致肺損傷和加重原有肺部損傷根據設置和通風[ 1, 2 ]長度。這種情況已被公認為呼吸機所致肺損傷(VILI)。盡管減少MV時間進展(例如,早期拔管)和提高安全性的MV(例如,肺保護性通氣低潮氣量),VILI的遺體在ICU的一個主要問題,導致遠隔器官功能障礙及多器官功能衰竭[ 3 ]。
        多因素病因VILI,無論是直接或間接肺損傷,是假設[ 4 ]。潮氣量和壓力高的MV可導致肺泡毛細血管通透性增加,并伴隨著機械牽張引起肺細胞釋放促炎介質。這些刺激引起基底膜內皮細胞的分離和細胞外基質成分的合成[ 5, 6 ]。有害的MV也促進凝血和纖維蛋白沉積在肺泡氣道[ 7 ]。此外,產生的活性氧(ROS)在VILI造成直接的細胞損傷,引起ROS敏感的細胞機制導致嚴重的炎癥異常活化,導致促炎細胞因子和趨化因子[ 8, 9 ]快速轉錄。
        吸入治療性醫療氣體的輔助治療是有希望的,可能是合理的肺部疾病,因為它是一個容易交付和直接的治療選擇[ 10 ]。氫,最近被發現是一種新型的治療醫療氣體在各種生物醫學領域,具有強大的抗氧化和抗炎功效,消除有毒ROS [ 11 - 14 ]。然而,據我們所知,氫療法尚未在VILI設置測試。雖然高度易燃,但當與空氣混合,在與氧混合時濃度小于4.1%時,氫的濃度低于4.6%是安全的[ 15 ]。在這項研究中,我們調查的假設,由于其抗氧化和抗炎的特性,吸入氫氣治療可以改善VILI。

材料與方法
動物
雄性野生型C57BL/6小鼠(10~12周齡、25至30克)是從杰克遜實驗室購買(巴爾港,我,美國)。所有的動物都在匹茲堡大學的一個特定的無病原體設施中保持在層流籠中。實驗協議得到了匹茲堡大學動物保護和利用委員會的批準,所有實驗都是按照美國國家衛生研究院的實驗室動物使用指南進行的。
肺損傷模型
麻醉小鼠腹腔注射85 mg/kg氯胺酮和甲苯噻嗪15毫克/公斤。然后,在無菌條件下,氣管切開術是用20號留置針,縫合到位執行。小鼠被放置在一個暖器仰臥姿勢然后連接到呼吸機(哈佛儀器、Holliston、馬、美國)在一個恒定的吸氣流量控制模式。MV是以每小時120次呼吸速率(16, 17)呼吸量30毫升/千克或10毫升/千克(沒有呼氣末壓)啟動的。平均動脈血壓連續監測通過一個血壓監測手段,穿刺股動脈(Cardiomax-III;哥倫布,哥倫布,哦,美國)。小鼠接受0.05毫升/小時鹽水以及腹腔注射氯胺酮和甲苯噻嗪維持血壓在75至80毫米汞柱,靜脈注射。在實驗結束時,動物安樂死與氯胺酮150 mg/kg腹腔注射。

實驗設計
小鼠隨機分為四組:MV(潮氣量30毫升/公斤,吸入氧[合] 0.21,2個小時的分數)與空氣中2%的氮(普萊克斯公司、丹伯里、CT、美國),MV與空氣中2%的氫(普萊克斯公司)、2%的氮暴露或假手術對照組、假手術對照組暴露于2%氫(n =各8組)。根據以前的觀察結果確定了2%的氫濃度為最佳安全濃度[ 11, 18 ]。通氣小鼠接受氣管插管治療(2%氫)或控制(2%氮)氣體。假手術組動物用毒氣室[ 19 ]給予治療氣體2小時,僅在犧牲和獲取組織之前進行麻醉。麻醉時,對照組小鼠通過自發呼吸,通過面罩吸入氫氣或氮氣。在單獨的實驗中,小鼠MV更長一段時間一個較低的潮氣量(10毫升/公斤,FiO2 0.21,5小時)用2%的空氣中的氮氣或氫氣(n = 6,每個組)。在采樣,后右肺分離綁在右支氣管微夾鉗,左肺進行支氣管肺泡灌洗(BAL)。右下葉用于濕干(w/d)比值測量,右中葉用于組織學檢查,右肺其他部分在液氮中立即凍結,做進一步的實驗,包括基因表達分析。

支氣管肺泡灌洗
左肺進行灌洗用無菌生理鹽三順序氣管內緩慢注射0.5ml等分。細胞顆粒通過離心BAL樣本在1500轉5分鐘,在4°C懸浮于1毫升磷酸鹽緩沖鹽水。用臺盼藍拒染法測定細胞活力。總之,電池10μ我混合了10μl 0.4%臺盼藍裝上法。用牛IgG作為標準測定支氣管肺泡灌洗液(BALF)中的蛋白質濃度,如先前描述的[ 20 ]



 

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