铜绿假单胞菌大鼠肺部感染模型的建立

目的评价铜绿假单胞菌接种至大鼠肺部感染模型的建立。方法Sprague-Dawley大鼠200只分为2组:铜绿假单胞菌感染组与对照组;应用锐孔喷射装置制成铜绿假单胞菌藻酸盐包裹体凝胶小珠,接种至大鼠肺部,接种后3、7、14、28 d观察变化。结果细菌学:感染组大鼠肺组织匀浆菌落计数在感染后3、7 d均>105CFU/g,在感染后14、28 d均>103CFU/g;病理学:接种后37、d,感染动物肺组织均有脓肿、实变、水肿,镜下可见中性粒细胞聚集在藻酸盐包被体周围形成脓肿,接种后14、28 d,以纤维增生、肉芽肿形成为主要表现。结论使用锐孔喷射装置制成铜绿假单胞菌藻酸盐包裹体凝胶小珠,接种至大鼠肺部,可成功建立大鼠肺部感染模型。

铜绿假单胞菌慢性肺部感染模型的建立及评价

目的建立大鼠铜绿假单胞菌(PA)慢性肺部感染模型。方法健康Sprague-Dawley大鼠分为铜绿假单胞菌感染组与对照组。将铜绿假单胞菌包被的硅胶管(3Fr,直径1.0mm,长3.0mm)置入感染组大鼠的一侧主支气管处;对照组置入生理盐水浸泡的无菌硅胶管。接种后28d处死大鼠,分离肺组织,进行病理学检查和肺组织匀浆菌落计数。结果硅胶管置入后28d,感染组肺组织培养出野生型铜绿假单胞菌,匀浆菌落计数超过103cfu/g;大体病理表现为纤维增生、肉芽肿形成,镜下表现为淋巴细胞浸润为主的炎症反应;对照组大鼠肺组织未培养出铜绿假单胞菌,病理上未见明显改变。结论铜绿假单胞菌包被的硅胶管置入大鼠一侧主支气管,可成功建立慢性肺部感染模型。该方法造价低廉、可操作性较强,易于推广,为PA肺部感染药物治疗提供了依据。

利用人体肺部PM浓度模型定量评估广州市夏、冬季抽样人群PM_(2.5)的暴露

为了定量评价细粒子PM2.5的人体肺部暴露水平,首先,对暴露、暴露量、剂量、暴露评价等多个概念进行了明确界定,在此基础上,重点引入国际辐射防护委员会(ICRP)的人体肺部PM浓度模型对人体肺部PM2.5的浓度进行了模拟,定量化研究了广州市抽样人群PM2.5的作用剂量,作用剂量直接反映了进入人体肺部污染物的量.结果表明,广州市抽样人群平均PM2.5的作用剂量在肺部咽喉以外部分(ET)、支气管部分(BB)、肺泡空隙区(AI)分别为576.8￣975.9μg·d-1、357.5￣619.8μg·d-1、154.4￣290.1μg·d-1.

老龄大鼠铜绿假单胞菌肺部感染模型建立及炎症反应研究

目的建立老年大鼠急性铜绿假单胞菌(PA)肺部感染模型并探讨其炎症反应情况。方法清洁级雄性老年SD大鼠60只随机分为实验组和对照组,实验组采用经气管切开法接种PA标准菌液诱导肺部感染模型,对照组则用等体积灭菌生理盐水替代,动态观察接种PA后2 h、6 h、9 h、12 h、24 h肺组织细菌负荷和病理变化。结果细菌学:实验组大鼠肺组织匀浆菌落计数在接种后2 h、6 h、9 h、12 h均>105cfu/g,接种24 h后>103cfu/g,对照组各时间点均未检出;病理学:实验组大鼠肺组织均有不同程度水肿、充血、纤维化,镜下可见病变较弥散,病灶内有不同程度中性粒细胞(PMN)和单核/巨噬细胞聚集,炎症反应相对轻微,结构破坏较明显,出血、水肿多见,病理改变以6～24 h明显,对照组仅在接种后2～4 h局部有轻微充血水肿、少量炎症细胞浸润,余未见明显变化。结论应用经气管切开法接种PA标准菌液可成功建立老年大鼠急性PA肺部感染模型。

采用GAN的肺部疾病诊断模型黑盒可迁移性对抗攻击方法

针对现有对抗攻击方法在黑盒场景下攻击成功率不高以及生成质量低等问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)的肺部疾病诊断模型黑盒可迁移性对抗攻击方法。以肺部医学影像为基础,依托残差神经网络,在生成器中设计基于扩张卷积的残差块和金字塔分割注意力机制,以提高网络在更细粒度上的多尺度特征表达能力;设置带有辅助分类器的判别器对样本进行正确分类,并且添加攻击者实施对抗训练,以增强对抗样本的攻击能力和稳定GAN的训练。运用无数据黑盒对抗攻击框架训练替代模型,实现可迁移性对抗攻击,获得高黑盒攻击成功率。所提方法在目标攻击和无目标攻击任务下的对抗攻击成功率分别达到了68.95%和79.34%,与其他黑盒场景下基于GAN的对抗方法相比,迁移攻击成功率更高,且生成的对抗样本更接近真实样本。所提方法解决了传统基于GAN的攻击方法难以捕获肺部影像细节特征而导致无法获得更优的对抗性能的问题,对在实际应用场景下提高肺部疾病诊断模型的安全性和鲁棒性提供了参考方案。

基于肺部先验知识的电阻抗成像重构算法

为获取人体肺部组织分布,结合人体肺部组织的结构特征,运用大型有限元仿真软件COMSOL,根据CT肺部扫描图像构建人体肺部模型,同时结合人体组织和器官电导率分布参数等信息,并考虑肺部先验知识,采用共轭梯度算法重建被测场电导率分布图像.仿真实验表明,灵敏场均匀性指标由基于圆形场域的34.218减少到基于肺部模型灵敏场域的15.568,灵敏场的均匀性得到明显改善,且重构图像具有较高的分辨率和图像质量.

基于comsol的肺部EIT仿真研究

结合人体肺部组织的结构特征,运用大型有限元仿真软件COMSOL,根据CT肺部扫描图像构建人体肺部模型,通过肺部模型仿真实验,设定各组织的电导率特性,分析组织器官电导率变化对各电极测量数据影响,并进行仿真成像,从而对动态心肺监测活动的临床应用可行性进行分析。

基于肺部电阻抗成像的机械通气控制系统

针对机械通气过程中监测肺局部信息的缺失,提出一种基于电阻抗断层成像传感器的机械通气控制系统。首先建立与肺部横截面面积相关且同时包含呼气末信息的肺部模型。接着设计模糊PID控制器,将呼吸过程中的肺部变化作为机械通气仿真平台的输入,相比传统PID算法,模型响应与期望值基本吻合。最后通过试验得出平台压与呼气末正压误差稳定在0.5%,验证了风机能够稳定地跟踪EIT重建图像面积变化参数,表明EIT图像信息作为机械通气过程控制参数的可行性。

肺部免疫应答模型的稳定性分析与分支分析

考虑肺部感染初始先天系统反应的动态模型,首先根据三次多项式方程根的判别式,得到了模型有正平衡点的条件,其次利用平衡点稳定性理论和中心流形定理讨论了在该条件下模型正平衡点的具体类型及稳定性,最后考虑了在平衡点处出现的鞍结点分支.

颗粒物在人体呼吸系统传输与沉积数值模拟研究

研究颗粒物在人体呼吸系统的传输与沉积作用对于揭示颗粒物毒理学机理及呼吸系统疾病的药物靶向治疗具有十分重要的意义。本文综述了呼吸系统结构、颗粒物沉积与清除机理、计算流体动力学CFD方法模拟呼吸系统复杂空气流动与颗粒物传输/沉积中的应用。

不可分型流感嗜血杆菌重组Hap蛋白免疫抗小鼠急性感染的实验研究

目的：观察重组Hap蛋白免疫抗不可分型流感嗜血杆菌（NHTi）感染的免疫保护效果，初步探讨其保护机制。方法：用纯化的Hap重组蛋白与黏膜免疫佐剂霍乱肠毒素B亚单位（CT-B）联合鼻腔免疫C57BL／6小鼠。NHTi琼脂珠悬液对免疫小鼠进行气管内注射，建立小鼠NHTi急性肺部感染模型。NHTi攻击5d后，收集实验小鼠的支气管肺泡灌洗液（BALF）进行白细胞计数，并取其肺组织进行肺部荷菌数检测及肺组织的病理检测。结果：Hap重组蛋白与CT—B的联合免疫能显著降低小鼠BALF中的白细胞总数、中性粒细胞渗出（P〈0．05）及感染小鼠肺组织内NTHi的荷菌数，并减轻感染小鼠支气管、细支气管周围及肺泡内的炎性浸润程度，明显改善其肺组织的病变。结论：鼻腔免疫的Hap重组蛋白在动物体内能发挥良好抗NTHi感染的免疫保护作用，为NTHi新型疫苗的研发提供了理论基础和实验依据。

RBF-DE的MREIT图像重建算法

为了避免成像物体在核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)系统实际操作中的旋转难题,现提出一种基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络和微分进化(differential evolution,DE)思想的磁共振电阻抗成像(magnetic resonance electrical impedance tomography,MREIT)算法.该算法只利用单方向磁感应强度,首先RBF神经网络对肺部仿真模型可行域电阻值和仿真计算磁场强度与真实电磁场强度之间的不匹配目标函数建立非线性模型,其次用微分进化算法寻找最优解.通过在二维、三维肺部仿真模型的仿真实验研究.结果表明,该算法在允许的误差范围内可以有效地对病变的肺部组织进行阻抗图像重构,统计结果与基于微分进化思想的MREIT算法相比,明显缩短了计算复杂度与计算时间.

泰比培南酯对小鼠肺炎克雷伯菌肺部感染模型的药代动力学/药效学研究

目的通过泰比培南酯对小鼠肺炎克雷伯菌感染模型药代动力学/药效学(PK/PD)研究,预测最佳PK/PD参数。方法取临床肺炎克雷伯菌1株,用琼脂二倍稀释法检测泰比培南的最低抑菌浓度(MIC);构建小鼠的肺炎克雷伯菌肺部感染模型,给予3种剂量(50,15,3 mg·kg-1)的泰比培南酯,观察给药24 h后肺组织感染量变化,并用高效液相色谱(HPLC)法检测血药浓度。结果体外测得MIC为0.03μg·m L-1;在小鼠的肺炎克雷伯菌肺部感染模型中,3种剂量均对感染有治疗作用,PK/PD参数AUC/MIC、Cmax/MIC及T>MIC的相关系数(r)分别为0.78,0.76和0.46。结论 AUC/MIC和Cmax/MIC参数是反映泰比培南酯对小鼠的肺炎克雷伯菌肺部感染疗效的主要PK/PD参数。

调控Toll受体4对铜绿假单胞菌肺部感染模型大鼠的干预效果及作用机制

目的探究调控Toll受体4(TLR4)对铜绿假单胞菌肺部感染模型大鼠的干预效果及作用机制.方法选取150只大鼠,30只作为空白组,其余120只建立铜绿假单胞菌肺部感染模型,将建模成功的113只大鼠分为模型组37只、TLR4上调组、TLR4下调组各38只.将10μl TLR4过表达慢病毒悬液、TLR4沉默慢病毒悬液分别注射于TLR4上调组、TLR4下调组大鼠胃部,空白组、模型组注射同剂量的生理盐水,注射2周后观察大鼠肺部病理变化,分析肺组织炎症因子、氧化应激指标水平和髓样分化因子88(Myd88)/核因子κB(NF-κB)信号通路蛋白相对表达量水平变化.结果与空白组比较,模型组、TLR4上调组、TLR4下调组TLR4相对表达量均升高(P<0.05),说明转染成功.TLR4上调组肺组织炎症因子白细胞介素(IL)-6、巨噬细胞炎性蛋白-2(MIP-2)、IL-8水平均上升(P<0.05);氧化应激指标丙二醛(MDA)、髓过氧化物酶(MPO)水平上升,总抗氧化能力(T-AOC)水平下降(P<0.05);Myd88、NF-κB蛋白相对表达量均上升(P<0.05).结论下调TLR4可减轻铜绿假单胞菌肺部感染大鼠炎性反应,改善氧化应激状况,其机制可能与Myd88/NF-κB信号通路被抑制有关.

吸入制剂体内外相关性评价模型的概述

吸入制剂体内外相关性研究,是通过建立体外模型预测药物在体内的作用特征,指导和优化处方设计,调整制剂工艺,评估药效和安全性,从而提高研发效率,节约研发成本。本文总结了吸入制剂体内外相关性研究中常用的体外模型,包括用于预测药物肺部沉积的呼吸道物理模型,预测药物体内药代动力学的计算机模型,以及预测药物安全性和体内过程的体外细胞和3D器官模型,并探讨不同模型的应用范围、优势和局限性。

一种基于模型的机械通气模糊逻辑决策系统

机械通气是临床上用于改善患者呼吸的重要辅助手段,所以机械通气参数设定的正确与否直接影响着患者体内的气体交换过程。本文尝试建立一种基于人体肺部气体交换数学模型的机械通气模糊逻辑决策系统。人体肺部气体交换数学模型可以根据患者的生理参数模拟出患者的肺部气体交换情况,便于临床医生更好地了解和掌握患者的病情。决策系统应用模糊控制的方法提出适合患者的机械通气设定参数,为临床医生进行机械通气的设置提供参考。实验选取10名在ICU接受机械通气治疗的患者,系统根据每一位患者的生理参数建立了相应的气体交换数学模型,并提供了适合患者的机械通气设定参数,与患者当前接受的机械通气设定参数进行对比。结果表明系统提出的机械通气设定参数在满足患者气体交换要求的前提下尽可能地降低了吸入氧浓度的值,在满足分钟通气量的前提下尽可能地降低患者呼吸功,改善了患者的气体交换情况。

扶正透邪方对耐药铜绿假单胞菌肺部感染大鼠免疫稳态的影响及机制

目的:探讨扶正透邪方及其不同功效在不同时点对耐药铜绿假单胞菌肺部感染大鼠免疫稳态的影响及其机制。方法:将168只大鼠随机分为空白组(n=8),模型组(n=40),单纯透邪组(n=40),早期扶正组(n=40)和延迟扶正组(n=40),空白组予蒸馏水灌胃;模型组在感染后予蒸馏水灌胃;单纯透邪组在感染后予清热透邪药物免煎颗粒(3.5 g·kg^(-1))灌胃;早期扶正组在感染后予扶正透邪全方免煎颗粒(10.75 g·kg^(-1))灌胃;延迟扶正组在清热透邪药物免煎颗粒灌胃的基础上于感染后第3天加扶正药物免煎颗粒[(3.5+10.75)g·kg^(-1)]灌胃;3个治疗组灌胃每日2次,每次2 mL。除空白组外将每个组根据3 h,1 d,3 d,5 d,7 d时间点分为5个小组(n=8)。采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测各组大鼠肿瘤坏死因子-α(TNF-α),高迁移率族蛋白B1(HMGB1),白细胞介素-10(IL-10)和肿瘤坏死因子-α诱导蛋白8样分子-2(TIPE2)的水平,蛋白免疫印迹法(Western blot)检测HMGB1蛋白表达水平。结果:3 h时,与空白组和模型组比较,单纯透邪组、早期扶正组、延迟扶正组TNF-α含量均明显升高(P<0.05)。3 d时,与模型组比较,早期扶正组和延迟扶正组TNF-α含量明显降低(P<0.05);与透邪组比较,早期扶正组和延迟扶正组TNF-α含量均明显降低(P<0.05)。1 d时,与模型组比较,单纯透邪组、延迟扶正组HMGB1含量均明显升高(P<0.05)。5 d时,与模型组比较,延迟扶正组HMGB1含量明显降低(P<0.05)。7 d时,与空白组比较,模型组HMGB1蛋白表达明显升高(P<0.05);与模型组比较,早期扶正组HMGB1蛋白表达明显降低(P<0.05)。3 d时,与模型组比较,早期扶正组、延迟扶正组IL-10含量均明显升高(P<0.05)。5 d时,与单纯透邪组比较,早期扶正组IL-10含量明显升高(P<0.05);7 d时,与单纯透邪组比较,早期扶正组、延迟扶正组IL-10含量均明显降低(P<0.05)。5 d时,与模型组比较,早期扶正组TIPE2含量明显降低(P<0.05)。7 d时,与模型组比较,单纯透邪组、延迟扶正组TIPE2含量均明显降低(P<0.05)。结论:扶正透邪全方或加用扶正药物在早期可促进炎症反应消除病原菌,晚期抑制炎症反应,避免炎症级联效应和肺组织损伤,说明扶正药物在感染后对维持机体免疫稳态具有重要作用。

气液界面培养人肺泡Ⅱ型上皮细胞系A549在脂多糖诱导肺炎性损伤模型中的应用

建立了暴露于空气-液体界面(ALI)培养模式下的人肺泡Ⅱ型上皮细胞系A549-炎症损伤模型,采用脂多糖(LPS)作为炎性刺激因子,探讨其在不同质量浓度(0、10、30、50 μg/ml)和不同作用时间(1、3、5 h)下对白细胞介素(IL-1β、IL-6、IL-8、IL-18)、肿瘤坏死因子-α、转化生长因子-β基因表达的影响。结果显示,LPS作用1 h时,除IL-6外,其余各剂量组均诱导上述炎症因子表达增加。炎症因子的表达与LPS的质量浓度无关,与其作用时间有关,为确定ALI培养炎症细胞模型的最佳质量浓度和时间提供了试验基础。

红景天苷对髋部骨折术后肺部感染大鼠的干预效果

目的分析红景天苷对髋部骨折术后肺部感染大鼠的干预效果。方法选取SD大鼠50只,10只为对照组(生理盐水灌胃),其余40只大鼠建立髋部骨折模型术后肺部感染模型,后将建模成功的30只大鼠随机分为感染组(0.9%氯化钠注射液灌胃)、感染+低剂量组(0.9%氯化钠注射液+0.1 g/kg红景天苷灌服)、感染+高剂量组(0.9%氯化钠注射液+0.3 g/kg红景天苷灌服)各10只。观察各组大鼠变化情况。结果与对照组相比,其他各组大鼠体、肺质量、静息通气量、气道阻力改变、肺容积变换降低,肺实质量指数、γ干扰素(IFN-γ)、白细胞介素-6(IL-6)、死亡关联蛋白激酶1(DAPK1)、Toll样受体4(TLR4)、核转录因子κB(NF-κB)mRNA表达量、TLR4、NF-κB表达量升高(P<0.05);与感染组相比,感染+低、高剂量组体、肺质量、静息通气量、气道阻力改变、肺容积变换升高,肺实质量指数、IFN-γ、IL-6、DAPK1、TLR4、NF-κB mRNA表达量、TLR4、NF-κB表达量降低(P<0.05);与感染+低剂量组相比,感染+高剂量组体、肺质量、静息通气量、气道阻力改变、肺容积变换升高,肺实质量指数、IFN-γ、IL-6、DAPK1水平、TLR4、NF-κB mRNA表达量、TLR4、NF-κB表达量降低(P<0.05)。结论红景天苷可降低大鼠炎症因子,使肺质量得到改善,其主要作用机制可能与抑制TLR4/NF-κB信号通路有关。

麻杏石甘汤对流感病毒肺部感染小鼠肺组织TLR2/4-MyD88信号通路蛋白表达的效应机制

目的:探讨麻杏石甘汤对流感病毒肺部感染模型肺组织TLR2/4-MyD88信号通路蛋白表达的效应机制。方法:选取80只SPF级Balb/c小鼠为研究对象,根据随机数字表法分为对照组、模型组、奥司他韦组、麻杏石甘汤组,每组20只。比较各组肺组织TLR2、TLR4、MyD88、NF-κB水平。结果:给药后3 d,与对照组相比,模型组TLR2、TLR4、NF-κB水平升高;与模型组相比,给药组TLR2水平降低,奥司他韦组和麻杏石甘汤组TLR4水平降低,麻杏石甘汤组NF-κB水平降低(P<0.05)。给药后7 d,与对照组相比,模型组TLR4、MyD88水平升高;与模型组相比,麻杏石甘汤组TLR4、MyD88水平降低,奥司他韦组MyD88水平降低(P<0.05)。结论:麻杏石甘汤通过调节TLR2/4-MyD88信号通路蛋白表达水平起到流感病毒肺部感染抗病毒的作用。