成年人中心性气道流体力学特征分析

目的运用计算流体力学(CFD)技术对健康成年人中心性气道进行流体力学特征分析,研究空气流场对中心性气道的影响。方法选择4例健康成年人胸部CT影像,其中男性2例,女性2例;年龄26~53岁,平均年龄37.5岁;体质量48.5~74.0 kg,平均体质量60.6 kg。使用Mimics 21医学图像软件将4例健康成年人的胸部CT图像以医学数字成像与通信(DICOM)格式导入,并构建中心性气道的三维模型。对三维模型进行修整,使用Geomagic Studio 12软件。使用Ansys fluent 19.2软件的网格划分模块将模型进行网格划分。划分好网格后,将其导入Ansys 19.2软件进行CFD模拟计算。在模拟计算中,设定相同的潮气量,并对中心性气道内部气流流场变化进行动态分析。结果在基于CT图像数据构建的中心性气道的三维模型基础上,使用了CFD进行数值模拟。结果显示,在施加相同潮气量的情况下,气流入口速度为2.15~4.44 m/s。气道流速在从入口到出口的过程中逐渐降低,并形成了高流速的区域。气道最大流速的变化为3.25~6.77 m/s,并且最大流速靠近气管壁面。气道壁面压力由气管到支气管逐渐降低。在流速越高的区域,气道壁面压力的绝对值越高。气道壁面最大切应力变化为0.888~2.240 Pa,其中气管壁、气管分叉处及二级、三级支气管的切应力相对较大,并随着气管和支气管的直径减小而增加。结论通过对健康成年人中心性气道模型进行CFD模拟,发现气道流速、壁面压力、壁面切应力与气道结构有着密切的关系,呈现出一定的整体空间分布和局部特征。

肺组织中不同巨噬细胞的生理和病理研究进展

肺组织中的巨噬细胞调控免疫反应对于维持肺部组织稳态至关重要,根据其不同的来源和肺解剖部位分为肺泡巨噬细胞、间质巨噬细胞、血管周围巨噬细胞和炎性巨噬细胞等。肺泡巨噬细胞分布在肺泡腔内,主要负责维持肺泡表面活性物质稳态、抵御病原微生物和调节免疫反应;间质巨噬细胞在肺组织中发挥维持稳态、调节免疫和抗炎的功能;血管周围巨噬细胞具有抗原提呈、免疫调节作用,在抑制肺部炎症、改善肺纤维化以及调控肺肿瘤进展中起着重要作用;炎性巨噬细胞在炎症时由单核细胞分化而来并调控炎症的进程。本文主要讨论了肺组织中不同巨噬细胞的来源以及生理和病理状态下的功能,以探讨可能的治疗靶点。

血管紧张素转化酶2:乳酸的一个潜在靶点

目的:探讨血管紧张素转化酶2(Angiotensin converting enzyme 2,ACE2)在L-乳酸和D-乳酸条件下的蛋白功能影响及其效应机制。方法:通过AlphaFold2对ACE2进行了蛋白结构预测,将ACE2分别与L-乳酸、D-乳酸、丙酮酸和MLN-4760进行分子对接模拟分析,其中MLN-4760为ACE2的特异性抑制剂,作为本研究的阳性对照。基于分子对接模拟分析结果,使用ACE2活性荧光检测试剂盒检测L-乳酸和D-乳酸对ACE2酶活性的影响。对HEK-293细胞进行常规培养,同时转染RBD-Flag和ACE2-HA质粒后分别用L-乳酸和MLN-4760处理,co-IP检测RBD与ACE2的结合水平。结果:对接结果显示L-乳酸和D-乳酸结合在ACE2的氯离子结合位点,体外酶活性测定发现L-乳酸和D-乳酸均能够以浓度依赖性抑制ACE2酶活性,L-乳酸对ACE2的抑制作用较D-乳酸强,丙酮酸对ACE2活性无显著影响。ACE2是介导SARS-CoV-2入侵细胞的关键受体,co-IP实验结果发现,L-乳酸能够增强SARS-CoV-2病毒S蛋白RBD和ACE2结合,而ACE2抑制剂MLN-4760对RBD与ACE2的结合无显著影响。结论:L-乳酸能够抑制ACE2酶活性,并促进RBD与ACE2结合。

电阻抗断层成像用于围手术期呼吸管理的研究进展

电阻抗断层成像(EIT)是一种非侵入性的成像技术,它利用电流通过人体时电阻抗的变化来生成胸部横截面图像。在围手术期的呼吸管理中,EIT提供了一种实时、连续监测肺部通气和灌注状态的方法,指导围术期患者的呼吸管理,包括指导慢性阻塞性肺疾病(COPD)和哮喘患者的围术期用药、特殊人群术中个体化呼气末正压(PEEP)设置、儿童围手术期肺保护、预测术后肺部并发症等。EIT在围手术期的应用帮助临床医生更精确地管理患者呼吸状态,减少并发症,改善预后。通过实时监测和指导个体化治疗,EIT提高了围手术期呼吸管理的安全性和有效性,已经成为手术室中不可或缺的一部分。本文对EIT在围手术期的应用进行综述,以期为EIT的临床应用提供参考。

Cdc42蛋白参与中性粒细胞弹性蛋白酶诱导的人气道上皮细胞黏蛋白高分泌

目的探讨细胞分裂周期蛋白42(Cdc42)与中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)诱导的气道上皮细胞黏蛋白(MUC)5AC高分泌的关系。方法体外培养人气道上皮细胞(16HBE),以Cdc42 siRNA和NE进行干预,将细胞分为6组:对照组、NE组、NE+Cdc42 siRNA组、Cdc42 siRNA组、阴性siRNA组、NE+阴性siRNA组。采用Western blot法检测Cdc42蛋白的相对含量,ELISA和免疫荧光检测各组细胞MUC5AC蛋白的表达水平。结果与对照组相比,NE组Cdc42蛋白含量明显增加(P<0.05),细胞MUC5AC蛋白表达水平亦显著增高(P<0.001);与NE组比较,NE+Cdc42 siRNA组的MUC5AC蛋白水平显著降低(P<0.05),其Cdc42蛋白含量亦明显降低(P<0.001);Cdc42 siRNA组以及阴性siRNA组的Cdc42蛋白、MUC5AC蛋白含量相较于对照组变化不大(P>0.05)。结论Cdc42在NE诱导的气道上皮细胞黏液高分泌的形成过程中可能发挥着重要的介导作用。

个体化PEEP滴定在腹腔镜手术的应用进展

腹腔镜手术气腹建立后腹内压增高、膈肌上抬、胸廓和肺顺应性下降,同时气道压升高,气道阻力增大,可诱发机械通气相关性肺损伤(VILI)。肺保护性通气策略(LPVS)在降低VILI中发挥重要作用,呼气末正压(PEEP)是LPVS的重要组成部分,但PEEP过低会增加术后肺不张面积,过高可能导致肺组织过度膨胀和循环波动,因此PEEP应进行个体化设定。个体化PEEP滴定可提高患者术中氧合和肺顺应性,降低VILI和术后肺不张的发生率,改善患者预后,本文就个体化PEEP滴定的方法及其在腹腔镜手术中的应用研究进行综述。

肺器官芯片的构建及应用

肺器官芯片是一种基于微流控芯片的3D细胞培养系统,能更准确的模拟人体细胞R微环境,在生物医学工程等领域具有广阔的应用前景。该文主要综述了肺器官芯片的制备技术,常见肺器官芯片的构建及相关疾病机制的研究,肺器官芯片在毒性检测、药效药理评价和精准医疗领域的应用等,进一步分析了现有肺器官芯片的不足,同时结合多学科交叉等领域对其发展方向进行了思考,以期为肺部疾病的基础研究及临床防治提供参考。

人体上呼吸道中气流涡结构特征数值仿真研究

目的研究上呼吸道内涡结构特征及其演化形式,深入认识上呼吸道内气流运动特性,对于分析气溶胶在人体上呼吸道内的扩散、转捩以及沉积模式具有重要作用。方法应用大涡模拟的方法,对人体在低强度呼吸条件下上呼吸道内的气流涡结构及其运动特性进行了数值仿真研究,讨论了人体口喉模型以及气管支气管内的涡结构演化过程和涡结构特征。结果气流在咽部、喉部形成两次射流,导致气流在咽部和喉部出现两个主要的涡量增长区,咽喉部位形成扁平涡,在靠近气管中心偏向前壁的位置出现一个"类壁弯涡",气管内出现了以接近对称的反向旋转涡对;G0气管末端的涡量由壁面向中心处扩展,并随着流动向G1支气管内延伸,各级支气管中涡量并不是对称分布的。结论涡结构特征及其演化形式是上呼吸道内气流运动的显著特点,气道结构特点是引起不同尺度涡结构演化的主导因素。

沙美特罗替卡松治疗儿童中重度哮喘的肺功能及安全性观察

目的 观察吸入沙美特罗替卡松干粉剂(salmeterol fluticasonepropionate ,SM FP) 6个月治疗中,重度儿童哮喘的肺功能改变和安全性。方法 4～14岁中、重度哮喘患儿14 5例,按病情轻重分别给予沙美特罗替卡松干粉剂治疗,剂量如下:中度组5 0 10 0 μg 2次 d吸(早、晚各1次) ,重度组5 0 10 0 μg 3次 d吸(早1次、晚2次) ,疗程6个月。开始治疗时测定基础肺功能指标FEV1、PEF、V75、V5 0、V2 5及患儿身高,治疗后第2个月、第6个月时复查肺功能,测定患儿身高。治疗结束时部分患儿查清晨血浆皮质醇和骨密度。结果 14 5例患儿治疗后2个月和6个月FEV1、PEF、V75、V5 0和V2 5及其占预计值的百分比与治疗前比较均明显改善(P <0 0 0 1) ,治疗6个月后未见清晨血浆皮质醇和骨密度减低及生长发育落后现象。结论 沙美特罗替卡松联合防治儿童中、重度哮喘,能有效改善患儿肺功能,无明显全身副作用。

缺血预处理对大鼠肺缺血/再灌注损伤的保护作用

目的 :观察缺血预处理 (IPC)对大鼠肺缺血 /再灌注 (I/R)损伤的保护作用 ,并初步探讨其作用机制。方法 :建立离体大鼠肺灌流模型 ,36只wistar大鼠随机分为对照组、I/R组和IPC组 ,处理完毕后分别测定平均肺动脉压(MPAP)、肺组织湿 /干重比、支气管肺泡灌洗液中肺表面活性物质磷脂及表面张力改变 ,肺组织标本送电镜检查。结果 :①电镜下观察IPC组肺损伤明显减轻。②肺组织湿 /干重比值IPC组为 4.41± 0 .2 4,显著低于I/R组 ,但仍高于缺血前 (P <0 .0 1) ;③IPC组大鼠缺血 1h后MPAP为 ( 1.88± 0 .2 9)kPa ,明显低于I/R组 (P <0 .0 1) ;④IPC组支气管肺泡灌洗液中总磷脂为 ( 2 33 .42± 14.0 5 ) μg/kg ,大聚体为 ( 10 5 .39± 6 .17) μg/kg ,与I/R组相比显著增高 ,但低于对照组 (P <0 .0 1) ,三组之间小聚体含量没有显著差异 ;⑤IPC组表面张力为 ( 36 .88± 3.49)mN/m ,显著低于I/R组 ,与对照组相比则无显著性差异 (P >0 .0 5 )。结论 :缺血预处理对大鼠肺I/R损伤有保护作用 ,保护机制可能与促进肺表面活性物质 (PS)磷脂分泌、改善PS组成 ,从而提高PS功能有关。

辛伐他汀改善高龄慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者肺功能的临床观察

目的探讨辛伐他汀对高龄慢性阻塞性肺疾病急性加重期(acute exacerbation chronic obstructive pulmonarydisease,AECOPD)患者肺功能、全身及气道炎症反应的治疗效应。方法将80例AECOPD患者分为联合辛伐他汀组和对照组各40例,对照组给予常规治疗方案,联合辛伐他汀组在对照组治疗基础上加用辛伐他汀。采用肺功能检测仪检测2组患者FEV1、FEV1%、FEV1/FVC的变化;采用ELIAS方法检测2组患者诱导痰、血清中IL-8水平的变化。结果联合辛伐他汀组治疗2周后患者各项肺功能指标(FEV1、FEV1%、FEV1/FVC)均较治疗前显著改善(P<0.01),且与对照组各项肺功能指标比较差异有统计学意义(P<0.01)。联合辛伐他汀组治疗2周后诱导痰、血清IL-8水平均较治疗前显著降低(P<0.01),且与对照组诱导痰、血清IL-8的水平比较差异有统计学意义(P<0.01)。结论在常规治疗方案基础上联合辛伐他汀能够显著改善高龄AECOPD患者肺功能、降低全身及气道局部的高炎症反应状态。

大潮气量机械通气对大鼠肺组织急性炎症、氧化应激及细胞凋亡的影响

目的建立大鼠机械通气肺损伤(VILI)动物模型,研究VILI对肺组织急性炎症、氧化应激及细胞凋亡的影响。方法40只雄性SD大鼠,随机均分成A、B、C、D 4组,每组各10只。A组为空白对照组;B组为大潮气量(VT=40mL/kg)通气1 h组;C组为大潮气量通气2 h组;D组为大潮气量通气4 h组。B、C、D组通气频率均为40次/min。观测各组肺组织病理改变;凝胶电泳迁移率实验(EMSA)检测肺组织细胞NFκ-B的活性,Western blot检测肺细胞核内NF-κB亚基P65蛋白表达水平;采用DNA断端末端标记(TUNEL)法检测肺细胞的凋亡;同时检测肺湿干重比值(W/D)、髓过氧化物酶(MPO)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD);检测肺灌洗液中总蛋白、白细胞计数的水平。结果和A组相比,B、C、D组急性肺损伤(ALI)评分、W/D比值、MPO活性、总蛋白、白细胞计数、凋亡指数(AI)、肺组织MDA值、NF-κB的活性及P65蛋白的表达均显著增高(均P<0.01);而SOD值显著下降(P<0.01)。和B组比较,C、D组上述指标均显著增高(均P<0.05);而D组SOD值显著下降(P<0.05)。和C组比较,D组上述指标明显增高(均P<0.05);而SOD值明显下降(P<0.05)。结论大潮气量机械通气产生了明显的VILI,表现为渗透性肺水肿、急性炎症反应、氧化应激反应的激活以及广泛的肺细胞凋亡,其程度随着通气时间的延长而加重。

c-fos基因在内皮素-1促肺泡Ⅱ型细胞表面活性物质合成中的作用

应用反义技术探讨ｃｆｏｓ基因在ＥＴ１调控肺泡Ⅱ型细胞（ＡＴⅡ）表面活性物质（ＰＳ）合成的胞内信号转导中的作用。结果显示：（１）内皮素１（ＥＴ１）可提高ＡＴⅡ细胞的３Ｈ胆碱掺入量。（２）蛋白激酶Ｃ（ＰＫＣ）激活剂ＰＭＡ可使ＡＴⅡ细胞的３Ｈ胆碱掺入量增加，ＰＫＣ抑制剂Ｈ７可抑制ＥＴ１的促ＰＳ合成效应。（３）ＥＴ１和ＰＭＡ可显著提高Ｆｏｓ蛋白表达量。Ｈ７和ｃｆｏｓ反义寡核苷酸（ＯＤＮ）预处理可抑制ＥＴ１促Ｆｏｓ蛋白表达和促３Ｈ胆碱掺入效应。（４）ＥＴ１、正义及反义ＯＤＮ对ＡＴⅡ细胞乳酸脱氢酶（ＬＤＨ）释放量均无显著影响。结果证实：ＥＴ１可促进ＡＴⅡ的ＰＳ合成，激活ＰＫＣ上调ｃｆｏｓ基因表达是ＥＴ１促ＡＴⅡ细胞合成ＰＳ的胞内信号转导途径。

乌司他丁对肺功能的保护作用

目的 :观察心肺分流术 (CPB)后促炎因子和静止呼吸顺应性 (Cs)的变化 ,并探讨CPB后乌司他丁对肺功能的保护作用。 方法 :选择 30例接受CPB手术的患者 ,随机分为乌司他丁组 (U组 )和对照组 (C组 ) ,分别于麻醉后CPB前 (T1)、主动脉阻断 30min(T2 )、主动脉开放后 6 0min(T3 )、12 0min(T4)、180min(T5)各时间点 ,检测肿瘤坏死因子α(TNF α)、白细胞介素 6 (IL 6 )、IL 8及丙二醛 (MDA) ;同时计算Cs和动态肺顺应性 (Cd)及呼吸指数 (RI)。 结果 :CPB后 ,各时间点两组患者的TNF α、IL 6、IL 8及MDA较T1差异有显著性意义 (P <0 .0 1) ,与C组比较 ,U组CPB后各时间点上述各指标水平明显下降 (P <0 .0 5 ) ;C组T3 、T4、T5的Cs和Cd较T1有明显下降 ,与U组相应时间点比较亦有明显降低 (P <0 .0 5 ) ;C组T3 、T4、T5的RI明显高于U组 (P <0 .0 5 ) ,U组RI体外循环前后差异无显著性意义。 结论 :①CPB后患者外周血中TNF α、IL 6、IL 8及MDA均明显增加 ;②CPB能引起肺炎性损伤 ,病理生理改变主要表现在RI增加 ,肺顺应性下降 ;③乌司他丁能降低CPB后促炎细胞因子TNF α、IL 6、IL 8及氧自由基MDA的水平 ,可抑制CPB后RI的增加及肺顺应性的下降。

犬肺通气应用雾化Gd-DTPA的MRI实验研究

目的 应用Gd DTPA雾化颗粒作为对比剂进行犬肺部MR成像 ,探讨其在肺实质MR成像中的作用。方法 选择北方健康家犬 6条 ,分别吸入雾化的NaCl和Gd DTPA后行MR扫描 ,通过测量肺实质信号强度 (SI)增加幅度 ,了解其在肺内的分布。结果 吸入生理盐水蒸汽后肺实质信号强度增加了 11.5 %～ 2 5 .8% ,平均 15 .8% ,与吸入空气时的信号强度相比无统计学差异 (P >0 .0 5 ) ;吸入Gd DTPA雾化颗粒后肺实质信号强度明显增加 ,增强幅度 42 .7%～ 76 .8% ,平均5 9.2 % ,与吸入空气时的信号强度相比有统计学差异 (P <0 .0 5 )。结论 雾化的Gd DTPA可以作为一种有效的肺部MRI增强对比剂 ,应用雾化Gd DTPA来获得大型实验动物的有关肺通气信息是可行的。

人胸膜间皮细胞水通道蛋白1～10 mRNA的表达

体外培养人胸膜间皮细胞(HPMC),检测人胸膜间皮细胞水通道蛋白1～10mRNA的表达,探讨其在胸腔内液体平衡中的意义.从胸腔积液中分离人胸膜间皮细胞,进行培养,用形态学和免疫组化染色进行细胞鉴定.用RT-PCR检测水通道蛋白1～10(AQP1～10)mRNA在人胸膜间皮细胞上的表达.成功建立人胸膜间皮细胞体外培养模型,鉴定证实为间皮细胞,人胸膜间皮细胞上AQP1～10mRNA均有表达,AQP1、AQP9、AQP10表达丰富.人胸膜间皮细胞存在AQP1～10mRNA的表达,结合已知水通道蛋白的功能,证实人胸膜间皮细胞参于胸腔内液体转运.

全肺切除术对肺功能的影响

目的 探讨全肺切除术后肺功能的变化,为全肺切除术适应证的选择和提高全肺切除术后的生活质量提供参考。方法 随访我科1996年4月至2 0 0 1年4月全肺切除病人3 2例,分别于术后1、3、6个月、1、3、5年内行肺功能测定,将VC、FEV1(L)、FEV1%、MVV值进行统计分析。结果 全肺切除术后1个月内,肺功能各项值均显著降低,6个月后逐步恢复到一个稳定水平,1、3、5年各项值均有缓慢恢复,但变化无显著性。右全肺切除和老年全肺切除术后肺功能恢复到一稳定水平的时间延长,1年后肺功能各项值与左全肺切除和中青年无显著差异。结论 全肺切除术后早期对肺功能的影响较大,尤其以右全肺切除和老年全肺切除术明显,但术后6个月后肺功能恢复至较为稳定水平并随术后时间延长肺功能逐步改善,全肺切除术后病人的远期肺功能恢复满意。

戒烟对慢性阻塞性肺病模型大鼠肺组织病理及肺功能的影响

目的探讨戒烟对被动吸烟所致慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型大鼠肺组织病理及肺功能变化的影响。方法选用Wistar雄性大鼠50只,随机分为对照组、COPD组、COPD戒烟1、2、3个月组,光镜下观察肺组织HE染色切片并进行病理学评分,检测各组大鼠肺功能。结果 COPD模型大鼠成功复制,可见气道壁炎性细胞浸润及杯状细胞增生、平滑肌和纤维组织明显增多,黏膜脱落、管腔狭窄,严重肺气肿形成。而在给大鼠戒烟后,上述病理变化不明显,仅见气道黏液细胞渗出在戒烟后第3个月内略有减少,但炎症细胞浸润仍在加重。而COPD模型大鼠在戒烟后肺功能指标仍有下降趋势,每分钟静息通气量(VE)指标在戒烟后第1、2、3个月内及呼吸峰流量(PEF)、第0.3秒用力呼气容积(FEV0.3)指标在戒烟后第2、3个月下降明显。肺功能在戒烟后下降速度仍有所减慢。结论戒烟不能使吸烟所致COPD病情立即缓解,但可延缓病程,故建议及早戒烟。

外源性Leptin减轻大鼠肺缺血再灌注损伤及其保护作用机制

目的研究大鼠肺缺血再灌注损伤后血清炎症因子及肺组织相关酶活性的变化,并探讨外源性瘦素(Leptin)在肺缺血损伤中的作用及可能机制。方法建立大鼠肺缺血再灌注损伤模型,并用外源性Leptin干预治疗,对各组术后肺组织匀浆中丙二醛(MDA)、髓过氧化物酶(MPO)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性、血清C反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和核因子-κB(NF-κB)浓度进行分析和比较,并观察各组肺组织病理学改变。结果缺血再灌注组血清炎症指标CRP、TNF-α、NF-κB浓度较假手术组明显升高,用外源性Leptin预处理后的炎症指标浓度较缺血再灌注组有显著下降(P<0.05)。肺组织匀浆MPO、MDA水平测定结果同样显示Leptin预处理组的肺组织匀浆酶学指标较缺血再灌注组有显著下降(P<0.05)。组织学病理显示缺血再灌注组肺损伤严重;Leptin预处理组肺泡结构较完整,炎症改变相对较轻,水肿及出血较再灌注组明显减少。结论运用外源性Leptin后肺缺血再灌注损伤明显减轻;外源性Leptin对肺缺血再灌注损伤有保护作用,可能与减轻脂质过氧化反应及炎性细胞浸润有关。

不同压力呼吸末正压通气对开胸手术单肺通气期间肺内分流及氧合的影响

目的:研究不同压力呼吸末正压通气(PEEP)对单肺通气(OLV)期间肺内分流及氧合的影响,探讨OLV期间应用的最佳PEEP值。方法:选择ASAⅠ-Ⅱ级择期行开胸手术OLV患者30例,患者侧卧位后分别于双肺通气30min(T1)、单肺通气30min(T2)、通气侧肺5cmH2O 30min(T3)及通气侧肺10cmH2O 30min(T4)时行血气分析,记录各时间点动脉血氧分压(PaO2)、动脉血二氧化碳分压(PaCO2)、动脉血氧饱和度(SaO2)、pH、心率(HR)、平均动脉压(MAP)及气道峰压(Ppeak),并计算肺内分流(Qs/Qt)。结果:与双肺通气比较,OLV时PaO2明显下降,Qs/Qt明显升高(P<0.05)。T2到T3期间PaO2从(200.20±145.25)mmHg上升到(299.55±138.83)mmHg,Qs/Qt下降(P<0.05)。T3到T4期间PaO2从(299.55±138.83)mmHg下降到(237.30±135.57)mmHg,Qs/Qt有所升高(P<0.05)。OLV时Ppeak值从T2(21.15±3.60)cmH2O上升到T4(27.20±3.78)cmH2O(P<0.05)。结论:OLV期间,通气侧肺应用PEEP 5cmH2O能有效提高PaO2,减少Qs/Qt,防止低氧血症的发生,血流动力学稳定,不影响手术操作,是较合适的PEEP值。