樊毫军 刘书盈 张健鹏 刘又宁
【关键词】全氟化碳；腹腔注射；肺损伤，急性
全氟化碳（PFC）是碳氢化合物中氢原子被氟原子取代后形成的一类化合物。医学常用的PFC碳原子为8～12个，其具有气体溶解度高、携带和释放快（对O２、CO２的溶解和释放时间分别为血红蛋白的1/3和1/7）、表面张力低、体积质量高、挥发性适中、组织相容性好、在体内基本不吸收代谢等特点，是目前较为理想的液态呼吸介质，已被临床应用于完全液体通气（TLV）和部分液体通气（PLV）来治疗急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征（ALI/ARDS）〔1〕。基础研究表明，PFC具有广泛的非特异性抗炎作用，可以抑制炎性细胞黏附、浸润以及炎性介质合成和释放。1999年Bleyl等〔２〕研究发现，将PFC颗粒气化后经呼吸机进气管吸入(气化吸入技术)配合常规机械通气，与PLV同样有效。PFC在ALI/ARDS的治疗领域中的应用更加广泛〔3〕。但无论是TLV、PLV还是气化吸入技术，均需建立人工气道才能将PFC导入肺内，无法对早期ALI患者进行干预治疗。基于体内PFC不经肾脏代谢而主要通过肺呼出排泄的特点，我们设想通过腹腔注射方式将PFC注入体内，PFC吸收入血后可通过气血屏障均匀分布于肺泡，发挥效应。本研究中将通过观察腹腔注射不同种类PFC的吸收效果、血药浓度、安全性等，探讨腹腔注射PFC治疗ALI的可行性。
1 材料与方法
1.1 仪器和试剂：Mettler AE160电子秤（瑞士）；AVL993型全自动血气分析仪；Agilent6890N气相色谱仪，安捷伦5973i型质谱仪。3种PFC原液（C6F14、C8F18、C10F22）由上海华捷视医疗设备有限公司提供。
1.2 动物分组与模型制备：健康雄性Wistar大鼠45只，由解放军总医院实验动物中心提供，体重200 ｇ左右。按照随机数字表法分为5组：①C6F14组：共5只，腹腔注射15 ml/kg C6F14后24 h处死。②C8F18组：共15只，腹腔注射15 ml/kg C8F18后分别于24、48和72 h处死，每个时间点5只。③C10F22组：共15只，腹腔注射15 ml/kg C10F22后分别于24、48和72 h处死，每个时间点5只。④正常对照组：共5只，腹腔注射生理盐水15 ml/kg 后24 h处死。⑤安全性评价组：共5只，腹腔注射25 ml/kg C8F18，30 d后处死。
1.3 检测指标及方法：于相应时间点处死动物，打开腹腔用2 ml注射器抽出腹腔残余油性液体，记录腹腔残余PFC量，计算PFC腹腔吸收率〔PFＣ腹腔吸收率=(腹腔注射剂量－腹腔残余量)/腹腔注射剂量×100%〕；腹腔动脉抽血行血气分析；抽静脉全血1 ml抗凝后于4 ℃保存待测，取全血100 μl，加入萃取液三氯三氟乙烷，密封混合1 min，加入乙醇100 μl，再密封管子，冰浴中超声15 min，再涡旋120 s，冷冻，2 000×g离心5 min，取1 μl有机层进样，测定全血PFC浓度〔4〕。
1.4 病理学观察：留取大鼠肺脏、肝脏、肾脏、心脏，用体积分数10％的甲醛浸泡固定24 ｈ，石蜡包埋切片，常规苏木素伊红(HE)染色，观察各脏器组织病理学改变。
1.5统计学处理：结果均以均数±标准差(x±s)表示，两组间比较采用t检验，Ｐ<００５为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 动物一般情况观察：5只大鼠腹腔注射C6F14后先后于10~12 h内死亡，外观腹部膨隆（图1），注射器抽出200~300 ml气体，密闭冷凝后得到无色透明液体10~15 ml，不溶于水，经化学分析测定为PFC；尸检发现腹腔内仍残余05~15 ml油性液体，肺脏、肝脏淤血明显。腹腔注射C8F18、C10F22后24、48、72 h及30 d，大鼠意识、呼吸、肌肉紧张度及活动均无异常。
2.2 腹腔液体残余：正常对照组腹腔注射生理盐水后24 h腹腔积液完全吸收。C8F18、C10F22组腹腔残余液体情况见表1。安全性评价组腹腔注射C8F18后30 d，4只大鼠腹腔无任何液体残余，1只大鼠肠系膜内可见大小不等的液性囊泡（图2）。
2.3 动脉血气：腹腔注射C8F18后24、48和72 h动脉血氧分压(PaO２)分别为(101.9±6.5)mm Hg(1 mm Hg=０.１３３ kPa)、(98.9±5.3)mm Hg和(97.8±42)mm Hg；腹腔注射C10F22后24、48和72 h PaO２分别为(97.9±3.4) mm Hg、(100.9±5.4)mm Hg和(99.０±1.5)mm Hg；两组与正常对照组(100.4±4.4)mm Hg比较，差异均无显著性(Ｐ均>０.０５)。
2.4 血液PFC浓度：C8F18组24 h和48 h血中PFC浓度分别为(0.54±0.06)mg/L和(0.75±0.13)mg/L，72 h血液PFC浓度测不到。C10F22组24和48 h血中PFC浓度分别为(0.36±0.04)mg/L和(0.58±0.11)mg/L，72 h血液PFC浓度测不到。
2.5 病理学观察：腹腔注射C8F18、C10F22后24、48、72 h及30 d后，大鼠肺脏组织光镜下可见肺泡结构正常，未见肺泡出血、间质水肿、炎性细胞浸润等异常。肝脏、肾脏、心脏均未出现明显的病理性损害。
3 讨论
液体通气（LV）由最初的TLV发展到PLV，再由PLV发展到气化吸入PFC，PFC在ALI/ARDS治疗领域使用越来越广泛。但早期ALI/ARDS患者不需要建立人工气道，所以无法通过上述技术使用PFC进行预防和治疗。此外ALI/ARDS患者多存在严重通气/血流比例失调，塌陷的肺泡有血流而无气流通过，这样通过 人工气道灌入的PFC不能到达塌陷的肺泡，无法发挥效应。
考虑到进入体内的PFC主要是通过肺脏呼出排泄，我们推测：通过肺外途径——腹腔注射把PFC注入体内，入血的PFC到达肺毛细血管后通过气血屏障均匀分布于各个肺泡表面，再经肺呼气排出体外。从腹腔吸收到肺呼出排泄呈缓慢的动态过程，达到PFC持续在肺内发挥效应的目的。
本研究结果显示，腹腔注射C6F14后5只大鼠在12 h内均全部死亡。分析原因：C6F14在20 ℃时蒸气压即高达177 mm Hg，腹腔内压力过高造成胸腔压力随之剧增，循环系统淤血造成大鼠死亡。安全性评价组注射超常剂量C8F18（25 ml/kg）后30 d，1只大鼠肠系膜内出现液性囊泡，考虑为PFC未被及时吸收而在腹腔形成包裹，也不排除腹腔注射时穿刺过深误刺入肠系膜。
腹腔注射C8F18、C10F22后48 h的PFC吸收率分别为(66.3±４.１)％和(58.4±0.２)％，血药浓度为(0.75±0.13)mg/L、(0.58±0.11)mg/L。说明腹腔注射PFC原液后大部分可在短期内吸收，C8F18腹腔吸收率略优于C10F22，二者可在血液中形成一定浓度。Reickert等〔5〕报道PLV期间血液PFC浓度达到16 mg/L，明显高于腹腔注射可以达到的浓度，这可能与二者使用的PFC剂量差别有关。
以PFC为原料的乳剂作为一种“人工血液”于1981年已经进入Ⅲ期临床试验，1982年全球临床应用了500多例患者，均未发现明确的不良反应〔6〕。本研究中腹腔注射C8F18、C10F22（15 ml/kg）后24、48和72 h以及腹腔注射大剂量C8F18（25 ml/kg）30 d后大鼠均未出现异常行为，肺组织、肝脏、肾脏、心脏均未出现出血点、坏死等异常改变，表明腹腔注射PFC是一种安全的使用途径。
综上所述，腹腔注射PFC可能是继TLV、PLV、气化吸入之后用于治疗ALI/ARDS的新途径，该技术不受是否具备人工气道条件的限制，其预防和治疗效果还需进一步验证。
参考文献：
１李金宝，邓小明.液体通气的研究进展〔Ｊ〕.中国危重病急救医学,2002,14：181184.
2Bleyl J U,Ragaller M,Tscho U,et al.Vaporized perfluorocarbon improves oxygenation and pulmonary function in an ovine model of acute respiratory distress syndrome〔Ｊ〕.Anesthesiology,1999,91:461469.
3陈永华,蒋建新,谢国旗,等.内毒素血症时小鼠肺局部致炎及抗炎因子与急性肺损伤的关系〔Ｊ〕.中国危重病急救医学,2000,12：331333.
4Mathurin J C,de Ceaurriz J,Audran M,et al.Detection of perfluorocarbons in blood by headspace solidphase micro extraction combined with gas chromatography/mass spectrometry〔Ｊ〕.Biomed Chromatogr,2001,15:443451.
5Reickert C,Pranikoff T,Overbeck M,et al.The pulmonary and systemic distribution and elimination of perflubron from adult patients treated with partial liquid ventilation〔Ｊ〕.Chest,2001,119:515522.
6Suyama T,Yokoyama K,Naito R.Development of a perfluorochemical whole blood substitute (FluosolDA,20%)an overview of clinical studies with 185 patients〔Ｊ〕.Prog Clin Biol Res,1981,55:609628
基金项目：国家“十五”重大攻关课题项目（2003BA712A0701）
作者单位：100039北京，武警总医院呼吸科(樊毫军，张健鹏)；250031济南，济南军区总医院呼吸科(刘书盈)；100853北京，解放军总医院呼吸科(刘又宁)
通讯作者：张健鹏(Email:zjp99@vip.sina.com)
作者简介：樊毫军，男，博士研究生，主治医师(Email:fanhaojun999@126.com)。 |
