全氟化碳（perfluorocarbon ,PFC）是碳氢化合物中的氢原子被氟原子取代后形成的一类化合物,常温下PFC为无色无味的透明液体,挥发速度略快于水,理化性质极为稳定,与水、血液、脂类及其他介质不相溶.PFC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、比重高、挥发性适中、组织相容性好、在体内基本不吸收不代谢等特点,是目前较为理想的液态呼吸介质,已经被应用于完全液体通气（TLV）和部分液体通气（PLV）用来治疗急性肺损伤（ALI）/急性呼吸窘迫综合征（ARDS）.目前PFC的确切治疗机制尚不清楚,大多认为与其特殊的理化性质和抗炎效应有关.IL-8是肺泡II型上皮细胞（ATII细胞）分泌的重要炎性分子,作为趋化性细胞因子超家族的一员,它对多形核白细胞（PMN）具有强力的趋化作用和激活作用.
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液態呼吸術
台北榮民總醫院小兒部主治醫師 鄭玫枝
近幾十年來新型呼吸治療的技術一直不斷的進步，但仍有少數病患死於極嚴重的呼吸衰竭。就新生兒而言，因肺部疾病與呼吸治療導致之併發症也仍是一個待克服的問題。因此新的呼吸治療技術都把目標放在如何降低肺擴張壓(pulmonary inflation pressure)上，例如表面張力素(surfactant)的給予、高頻呼吸器的使用、以肺功為準的呼吸治療策略(pulmonary function-guided ventilation strategies)、一氧化氮吸入療法以及體外循環(extracorporeal life support)等。近年來有許多研究人員開始嘗試液態呼吸術(liquid ventilation)療法，期望能成為氣體呼吸之外的另一選擇。實際上液態呼吸術的原理與技術在基礎生理學、動物研究與人體試驗上已得到許多的驗證。
液態呼吸術的概念早在西元1962年時就已被提出，當時Kylstra(1)等人發現老鼠在6大氣壓的生理食鹽水中可以自由呼吸，並存活數小時。西元1965年，Clark等人更發現老鼠再一大氧氣壓下的一種氟碳液體(Fluorocarbon)— FC75中可以自由自在呼吸並存活得很好(2)，這個發現使得液態呼吸術的概念得以付諸實現，因此近年來許多研究人員紛紛使用這種氟碳化合物作液態呼吸術的研究。
全氟化合物(Perfluorochemicals)(3)
這種化合物的分子結構近似於碳水化合物，若將碳水化合物中與碳原子相接的水分子都以氟(flurine)原子取代即可產生全氟碳分子(Perfluorocarbons) , 這類的化合物統稱全氟化合物(Perfluorochemicals) (以下簡稱PFC)。
PFC是一種無色、無味的無毒液體，不溶於水或脂肪，對氧氣的溶解度是水的20倍。對二氧化碳的溶解度則是水的3倍。PFC的表面張力很低，目前被用來作液態呼吸術的PFC在體溫下比水揮發得快，表一是數種較常被用作液態呼吸術的PFC之特性(3)。
PFC的代謝主要是由肺部揮發掉；只有極少量的PFC會由肺吸收，吸收後PFC會藉由含脂肪的細胞膜帶至肝、脾或其他含脂肪的細胞中。這些PFC會再回到循環系統，並幾乎全由肺部揮發掉，只有極少量會由皮膚排出。PFC極俱生物惰性(biologically inert)，不會轉變成其他物質或代謝，因此是很安全的。目前PFC在生物醫學上的用途還包括顯影劑、血漿替代品和眼球水晶體替代品。因此使用在液態呼吸術上的安全性應可放心。
組織學檢查發現使用液態呼吸術治療的早產動物肺部傷害較少(包括減少玻璃膜狀病變的形成，減少呼吸道表皮細胞和末梢肺泡的傷害，以及肺泡殘渣清除率高等)(3-5)。一項在猴子身上的長時間研究也發現在使用液態呼吸術後3年，其肺功能仍是正常(6)。
液態呼吸術的原理
液態呼吸術對表面張力素缺失的肺而言有其理論上的優點,可以提供較安全和有效的氣體交換。依據Laplace equation P=2T/r (P=打開肺泡所需壓力,T=表面張力,r=肺泡半徑),可以推測當表面張力減少時,肺泡會較易撐開,即便是很小的肺泡也可以在低壓力下維持撐開的狀態以進行氣體交換,因此減少了肺傷害（pressure-induced lung injury）的機會表面張力。此外,一個充滿液體的肺泡其[液氣介面](air-fluid interface)明顯減少,使得促使肺泡塌陷的表面張力作用減到最低。PFC本身是液體的特性也使它比氣體更容易均勻地分佈在肺的每個部份,使肺更易完全張開。而且因為氧氣和二氧化碳已溶在用來撐開肺泡的液體內,這液體本身可作為氣體交換的儲存袋(reservoir),因此更可直接促進氣體交換。此外,這液體也可以洗出肺內的異物（例如胎便）以及發炎反應引起的一些廢物(7) 。
液態呼吸術理論上的優點:
1.減低肺擴張壓
2.促使肺部均勻的擴張
3.維持肺容積（FRC）
4.可提供給藥的途徑以及洗出肺廢物
液態呼吸術的技術
(1)全液態呼吸術(Total liquid ventilation或Tidal liquid
ventilation簡稱TLV)
西元1976年,美國費城Temple大學的Shaffer教授就已成功地將TLV使用在表面張力素缺乏的早產羊身上(9),其後也對此作了許多的研究。TLV需灌入全肺容積的PFC，隨後以機械或手動式的給予每分鐘4至6次的液體呼吸。圖二顯示可簡單的用重力來輔助使用(10)，圖三則是經由特殊設計的液體呼吸器(liquid ventilator)，可更精確的控制各項條件，並可回收與再使用PFC，其作用類似體外心肺循環機。這種液體呼吸器必須有主動吸與主動排液體的功能以減少呼吸功與控制吸排時間比(I/E ratio) (11)。
許多的動物實驗證實，在使用動物TLV治療後可以成功的恢復成氣體呼吸(gas ventilation)，並且存活而無長期的後遺症(5,6,12-16)
。這種發現促使研究人員提出以部分液態呼吸術(partial liquid ventilation)作為液態呼吸術的第一線用法(17-19)。
(2)部分液態呼吸術(Partial liquid ventilation或Perfluorocarbon-associated gas exchange，簡稱PLV或PAGE)
PLV的技術最早是在西元1991年由Fuhrman等人所提出(17)。使用PLV時需先灌入相當於肺功能性剩餘容積(Functional residual capacity，FRC)約每公斤20至30㏄的PFC至肺內，然後繼續使用氣體呼吸器給予通氣，此時呼吸器的設定(例如PIP, rate等)需要調低一點; 此外因PFC會揮發，需要每隔一段時間(約一小時)補充PFC。
PLV的優點包括了TLV的主要優點(均勻的分佈在肺中，使肺容積復原以及降低表面張力等)，而不需要特別的液體呼吸器(如圖四)。目前已有許多的表面張力素缺乏的動物實驗證明在使用PLV下,可有效地改善肺功能，並且明顯地優於單純使用傳統的機械式氣體呼吸(17，18)。
液態呼吸術的應用
由於早期研究PFC時，強調它的低表面張力，使得一開始將其臨床應用著重在表面張力素缺乏的新生兒上，因此成為這類病患使用氣體呼吸以外的另一選擇。實際上它除了可降低表面張力外，也可在使用較低的吸氣壓力下維持良好的氣體交換，清除呼吸道廢物，促使藥物在肺部吸收，並且可改善肺機械功能 (Lung mechanics)，而許多的動物實驗也證實液態呼吸術可以成功且有效地使用在各種不同病變引起的呼吸衰竭上(12-19)。
其他臨床上可能可以使用液態呼吸術的地方還很多，包括利用PFC來給藥、顯影、以及治療癌症或原發性肺病等(3,20)。此外也有研究顯示液態呼吸術可能可以應用在潛水或太空旅行上(13)。
液態呼吸術在人體上的經驗
早在西元1990年,Greenspan等人就曾提出液態呼吸術使用在3個極度早產兒的報告,當時使用的技術是TLV,雖然這三個病例都因原有太多併發症而死亡,但仍發現使用TLV後有肺彈性與氣體交換改善的現象,且死後的解剖也發現並沒有PFC積留在肺或肋膜腔內(10)。
西元1995年,Hirschl等人提出了以PLV使用在新生兒、孩童與成人,共19個需使用體外心肺循環機(ECMO)的案例報告,結果發現有11人(58 %)得以存活 ,且在追蹤2至12個月後沒有肺或其他臟器的後遺症。在使用的過程中,病人的氣體交換與肺彈性都有顯著的改善,其中的三人有氣胸的產生(21)。
西元1996年,Leach等人則提出了一個多醫學中心的PLV報告,對象是有嚴重呼吸衰竭,且臨床醫師評估死亡率極高的早產兒。他們使用PLV的時間為24至76小時間,所有的早產兒都成功地由PLV轉回單純的氣體呼吸器,在使用PLV後一小時,發現PaO2上升了138 % ,肺彈性(Dynamic compliance)上升了61 % ,而Oxygen Index則顯著地由平均49降至17,最後10人中有8人存活。在使用PLV的過程中則發現有一些需注意的不良反應 (氣管內管阻塞5人,偶發性缺氧2人,第四度腦室內出血1人)。這個研究報告告訴我們,對那些不被預期可以存活的呼吸衰竭早產兒而言,PLV很可能是另一線希望(22)。
其他在人體應用上的報告還包括西元1996年Gaugher等人所提出的以PLV成功地挽救6名小孩(8週至5歲半)的經驗(23),西元1996年Graver等人提出以PLV成功地使4名先天性橫膈膜疝氣(Congenital diaphragmatic hernia)的病人脫離ECMO的報告,後來有二人存活,而另二人則死於多器官衰竭與肺出血(24)。對使用PFC病人的胸部X光或電腦斷層攝影也有一些報告(18,25) 。
目前美國使用在人體的PFC是一種名叫Perflubron(Liquivent TM),C8F27Br (Alliance Pharmaceutical Corp., San Diego,CA,USA)的藥品,現在已進行到phase 2/3 trial。根據已從事液態呼吸術30餘年的Shaffer教授估計,目前在美國與加拿大計有約700名病人接受這項臨床試驗,我們期望在不久的將來可以得到更多更完整的報告,並從其中吸取經驗。
結論
液態呼吸術可以在降低氣量傷害(Barotrauma)的情形下治療極嚴重的呼吸衰竭,並可直接且均勻地將藥劑帶到受傷害或失去功能的肺部。若能更進一步地証明它在人體使用上的療效、安全性,以及和其他治療方式的比較或合併使用,它極有可能成為臨床呼吸治療的明日之星。
LCL没有.....PFC倒有....
近幾十年來新型呼吸治療的技術一直不斷的進步，但仍有少數病患死於極嚴重的呼吸衰竭。就新生兒而言，因肺部疾病與呼吸治療導致之併發症也仍是一個待克服的問題。因此新的呼吸治療技術都把目標放在如何降低肺擴張壓(pulmonary inflation pressure)上，例如表面張力素(surfactant)的給予、高頻呼吸器的使用、以肺功為準的呼吸治療策略(pulmonary function-guided ventilation strategies)、一氧化氮吸入療法以及體外循環(extracorporeal life support)等。近年來有許多研究人員開始嘗試液態呼吸術(liquid ventilation)療法，期望能成為氣體呼吸之外的另一選擇。實際上液態呼吸術的原理與技術在基礎生理學、動物研究與人體試驗上已得到許多的驗證。
液態呼吸術的概念早在西元1962年時就已被提出，當時Kylstra(1)等人發現老鼠在6大氣壓的生理食鹽水中可以自由呼吸，並存活數小時。西元1965年，Clark等人更發現老鼠再一大氧氣壓下的一種氟碳液體(Fluorocarbon)— FC75中可以自由自在呼吸並存活得很好(2)，這個發現使得液態呼吸術的概念得以付諸實現，因此近年來許多研究人員紛紛使用這種氟碳化合物作液態呼吸術的研究。
全氟化合物(Perfluorochemicals)(3)
這種化合物的分子結構近似於碳水化合物，若將碳水化合物中與碳原子相接的水分子都以氟(flurine)原子取代即可產生全氟碳分子(Perfluorocarbons) , 這類的化合物統稱全氟化合物(Perfluorochemicals) (以下簡稱PFC)。
PFC是一種無色、無味的無毒液體，不溶於水或脂肪，對氧氣的溶解度是水的20倍。對二氧化碳的溶解度則是水的3倍。PFC的表面張力很低，目前被用來作液態呼吸術的PFC在體溫下比水揮發得快，表一是數種較常被用作液態呼吸術的PFC之特性(3)。
PFC的代謝主要是由肺部揮發掉；只有極少量的PFC會由肺吸收，吸收後PFC會藉由含脂肪的細胞膜帶至肝、脾或其他含脂肪的細胞中。這些PFC會再回到循環系統，並幾乎全由肺部揮發掉，只有極少量會由皮膚排出。PFC極俱生物惰性(biologically inert)，不會轉變成其他物質或代謝，因此是很安全的。目前PFC在生物醫學上的用途還包括顯影劑、血漿替代品和眼球水晶體替代品。因此使用在液態呼吸術上的安全性應可放心。
組織學檢查發現使用液態呼吸術治療的早產動物肺部傷害較少(包括減少玻璃膜狀病變的形成，減少呼吸道表皮細胞和末梢肺泡的傷害，以及肺泡殘渣清除率高等)(3-5)。一項在猴子身上的長時間研究也發現在使用液態呼吸術後3年，其肺功能仍是正常(6)。
液態呼吸術的原理
液態呼吸術對表面張力素缺失的肺而言有其理論上的優點,可以提供較安全和有效的氣體交換。依據Laplace equation P=2T/r (P=打開肺泡所需壓力,T=表面張力,r=肺泡半徑),可以推測當表面張力減少時,肺泡會較易撐開,即便是很小的肺泡也可以在低壓力下維持撐開的狀態以進行氣體交換,因此減少了肺傷害（pressure-induced lung injury）的機會表面張力。此外,一個充滿液體的肺泡其[液氣介面](air-fluid interface)明顯減少,使得促使肺泡塌陷的表面張力作用減到最低。PFC本身是液體的特性也使它比氣體更容易均勻地分佈在肺的每個部份,使肺更易完全張開。而且因為氧氣和二氧化碳已溶在用來撐開肺泡的液體內,這液體本身可作為氣體交換的儲存袋(reservoir),因此更可直接促進氣體交換。此外,這液體也可以洗出肺內的異物（例如胎便）以及發炎反應引起的一些廢物(7) 。
液態呼吸術理論上的優點:
1.減低肺擴張壓
2.促使肺部均勻的擴張
3.維持肺容積（FRC）
4.可提供給藥的途徑以及洗出肺廢物
液態呼吸術的技術
(1)全液態呼吸術(Total liquid ventilation或Tidal liquid
ventilation簡稱TLV)
西元1976年,美國費城Temple大學的Shaffer教授就已成功地將TLV使用在表面張力素缺乏的早產羊身上(9),其後也對此作了許多的研究。TLV需灌入全肺容積的PFC，隨後以機械或手動式的給予每分鐘4至6次的液體呼吸。圖二顯示可簡單的用重力來輔助使用(10)，圖三則是經由特殊設計的液體呼吸器(liquid ventilator)，可更精確的控制各項條件，並可回收與再使用PFC，其作用類似體外心肺循環機。這種液體呼吸器必須有主動吸與主動排液體的功能以減少呼吸功與控制吸排時間比(I/E ratio) (11)。
許多的動物實驗證實，在使用動物TLV治療後可以成功的恢復成氣體呼吸(gas ventilation)，並且存活而無長期的後遺症(5,6,12-16)
。這種發現促使研究人員提出以部分液態呼吸術(partial liquid ventilation)作為液態呼吸術的第一線用法(17-19)。
(2)部分液態呼吸術(Partial liquid ventilation或Perfluorocarbon-associated gas exchange，簡稱PLV或PAGE)
PLV的技術最早是在西元1991年由Fuhrman等人所提出(17)。使用PLV時需先灌入相當於肺功能性剩餘容積(Functional residual capacity，FRC)約每公斤20至30㏄的PFC至肺內，然後繼續使用氣體呼吸器給予通氣，此時呼吸器的設定(例如PIP, rate等)需要調低一點; 此外因PFC會揮發，需要每隔一段時間(約一小時)補充PFC。
PLV的優點包括了TLV的主要優點(均勻的分佈在肺中，使肺容積復原以及降低表面張力等)，而不需要特別的液體呼吸器(如圖四)。目前已有許多的表面張力素缺乏的動物實驗證明在使用PLV下,可有效地改善肺功能，並且明顯地優於單純使用傳統的機械式氣體呼吸(17，18)。
液態呼吸術的應用
由於早期研究PFC時，強調它的低表面張力，使得一開始將其臨床應用著重在表面張力素缺乏的新生兒上，因此成為這類病患使用氣體呼吸以外的另一選擇。實際上它除了可降低表面張力外，也可在使用較低的吸氣壓力下維持良好的氣體交換，清除呼吸道廢物，促使藥物在肺部吸收，並且可改善肺機械功能 (Lung mechanics)，而許多的動物實驗也證實液態呼吸術可以成功且有效地使用在各種不同病變引起的呼吸衰竭上(12-19)。
其他臨床上可能可以使用液態呼吸術的地方還很多，包括利用PFC來給藥、顯影、以及治療癌症或原發性肺病等(3,20)。此外也有研究顯示液態呼吸術可能可以應用在潛水或太空旅行上(13)。
液態呼吸術在人體上的經驗
早在西元1990年,Greenspan等人就曾提出液態呼吸術使用在3個極度早產兒的報告,當時使用的技術是TLV,雖然這三個病例都因原有太多併發症而死亡,但仍發現使用TLV後有肺彈性與氣體交換改善的現象,且死後的解剖也發現並沒有PFC積留在肺或肋膜腔內(10)。
西元1995年,Hirschl等人提出了以PLV使用在新生兒、孩童與成人,共19個需使用體外心肺循環機(ECMO)的案例報告,結果發現有11人(58 %)得以存活 ,且在追蹤2至12個月後沒有肺或其他臟器的後遺症。在使用的過程中,病人的氣體交換與肺彈性都有顯著的改善,其中的三人有氣胸的產生(21)。
西元1996年,Leach等人則提出了一個多醫學中心的PLV報告,對象是有嚴重呼吸衰竭,且臨床醫師評估死亡率極高的早產兒。他們使用PLV的時間為24至76小時間,所有的早產兒都成功地由PLV轉回單純的氣體呼吸器,在使用PLV後一小時,發現PaO2上升了138 % ,肺彈性(Dynamic compliance)上升了61 % ,而Oxygen Index則顯著地由平均49降至17,最後10人中有8人存活。在使用PLV的過程中則發現有一些需注意的不良反應 (氣管內管阻塞5人,偶發性缺氧2人,第四度腦室內出血1人)。這個研究報告告訴我們,對那些不被預期可以存活的呼吸衰竭早產兒而言,PLV很可能是另一線希望(22)。
其他在人體應用上的報告還包括西元1996年Gaugher等人所提出的以PLV成功地挽救6名小孩(8週至5歲半)的經驗(23),西元1996年Graver等人提出以PLV成功地使4名先天性橫膈膜疝氣(Congenital diaphragmatic hernia)的病人脫離ECMO的報告,後來有二人存活,而另二人則死於多器官衰竭與肺出血(24)。對使用PFC病人的胸部X光或電腦斷層攝影也有一些報告(18,25) 。
目前美國使用在人體的PFC是一種名叫Perflubron(Liquivent TM),C8F27Br (Alliance Pharmaceutical Corp., San Diego,CA,USA)的藥品,現在已進行到phase 2/3 trial。根據已從事液態呼吸術30餘年的Shaffer教授估計,目前在美國與加拿大計有約700名病人接受這項臨床試驗,我們期望在不久的將來可以得到更多更完整的報告,並從其中吸取經驗。
結論
液態呼吸術可以在降低氣量傷害(Barotrauma)的情形下治療極嚴重的呼吸衰竭,並可直接且均勻地將藥劑帶到受傷害或失去功能的肺部。若能更進一步地証明它在人體使用上的療效、安全性,以及和其他治療方式的比較或合併使用,它極有可能成為臨床呼吸治療的明日之星。
LCL没有.....PFC倒有....
近年来随着对通气相关性肺损伤（VILI）的逐步认识，了解到机械通气（CMV）可能通过多个环节引起VILI，在此基础上一方面提出了保护性通气策略，另一方面试图寻找更为安全、有效的机械通气新方法［1］。部分液体通气（PLV）是90年代初国外出现的新技术，在治疗急性肺损伤（ALI）时具有与完全液体通气相似的效果，可改善肺内气体交换、降低通气工作压力，有效防止VILI发生［2］。我们的研究用PLV观察国内合成的全氟碳化合物（PFC）-全氟萘烷(FDC)对急性肺损伤（ALI）动物的治疗作用。
材料与方法
一、实验动物与分组
健康雄性新西兰兔（解放军总医院动物中心提供）24只，体重(2.6±0.3) kg，随机分为3组：FDC组、呼气末正压（PEEP）组、生理盐水（NS）组。
二、实验方法
(1)FDC由中国科学院有机化学研究所合成，分子式C10F18，每100 ml 氧容量49 ml、二氧化碳容量140 ml，表面张力15 dynec/cm。（2）油酸（OA），美国Sigma公司，纯度99%。（3）仪器：Serve 900C呼吸机，930 940型呼吸力学监测仪，惠普54S型多功能监护仪，AVL995血气分析仪。（4）麻醉及手术：用3%戊巴比妥钠（30 mg/kg）静脉注射麻醉，股动脉插管监测动脉平均压、心率及采集动脉血气（ABG），颈外静脉插管建立液体通道及监测中心静脉压，动静脉通道分别连接Interflow管，用肝素(NS)以3 ml/h维持通道。气管切开插管连接呼吸机进行CMV。操作完成后观察30 min，待动物血压、心率平稳及呼吸机运行稳定后开始实验。（5）ALI模型制备：OA用量0.09～0.11 ml/kg，分3次在20 min内经静脉注入，OA注射60 min后达到模型标准。（6）实验过程：在模型制好后各组采用不同措施进行治疗，FDC组FDC+PEEP+CMV，PEEP组PEEP+CMV，NS组NS+PEEP+CMV。（7）CMV参数设置：参数调节全部在模型制备前进行，吸入气氧浓度（FIO2）=1.0、呼吸频率为30次/分、吸气时间30%，潮气量（VT）调节至保持动脉血二氧化碳分压（PaCO2）在35～45 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)水平。从制备模型开始到实验结束，上述参数保持不变。PEEP的应用在相应组别中与液态呼吸介质（LRM）注入同步进行，PEEP均为4 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)。 LRM采用统一剂量，FDC及NS均为9 ml/kg［3］。
三、观察指标
分别在ALI模型制备前、后60 min（即0时间点）、治疗后30、60、90 min时间点观察以下指标：动脉血氧分压（PaO2）、PaCO2、肺顺应性、心率、动脉平均压、中心静脉压。
四、统计学处理
所有结果均以均数±标准差表示，数据处理用SAS统计软件中的F检验及q检验进行，P＜0.05示差异有显著性。
结果
不同治疗后，三组的PaO2、PaCO2、肺顺应性变化分别见表1～3，心率、动脉平均压、中心静脉压变化见表4。
由表1可见，三组在治疗后各个时间点的PaO2均较治疗前明显升高，但FDC组PaO2在各个时间点均较其他两组明显增高，且FDC组PaO2随治疗时间延长呈进行性增高，而其他两组PaO2不随治疗时间延长而增高。由表2可见，FDC组及PEEP组治疗后PaCO2较治疗前明显下降，NS组治疗前后PaCO2无明显变化。由表3可见，FDC组治疗后肺顺应性较治疗前明显增高，而PEEP组及NS组治疗前后肺顺应性无显著变化。
由表4可见，FDC组治疗前后心率、动脉平均压无明显变化，而PEEP组及NS组治疗后心率、动脉平均压均较治疗前明显下降。三组治疗后CVP均较治疗前显著增加。
表1 各组家兔PaO2测定结果比较(±s)
组别 只数 PaO2(mm Hg) F值 P值
造模前 0 min 30 min 60 min 90 min
FDC组 8 409±37*
90±6
157±14*
193±38*
232±26*
55.61
0.0001
PEEP组 8 405±37* 89±9 127±10*△ 128±7*△ 122±14*△ 303.92 0.0001
NS组 8 402±42* 91±6 117±12*△ 115±8*△ 116±10*△ 266.32 0.0001
F值 0.27 0.648 63.57 33.78 139.62
P值 0.895 0.63 0.000 1 0.000 1 0.0001
注:与同组0 min值比较P＜0.05；与PDC组同一时间点值比较△P＜0.05(下同)
表2 各组家兔PaCO2测定结果比较(±s)
组别 只数 PaCO2(mm Hg) F值 P值
造模前 0 min 30 min 60 min 90 min
FDC组 8 39±3*
52.1±2.8
43±4*
41.9±3.7* 40±3
28.60
0.0001
PEEP组 8 39±4* 54.1±4.9 44±4* 45.0±5.8* 45±5 10.92 0.0001
NS组 8 39±5* 51.9±3.6 50±3△ 48.1±2.6△ 49±3△ 19.12 0.0001
F值 0.21 1.86 5.29 11.73 29.79
P值 0.93 0.156 0.0045 0.0001 0.0001
表3 各组家兔肺顺应性测定结果比较(±s)
组别 只数 肺顺应性(ml/cm H2O) F值 P值
造模前 0 min 30 min 60 min 90 min
FDC组 8 3.0±0.4*
1.05±0.11
1.78±0.22*
1.79±0.24*
1.68±0.23*
89.19
0.0001
PEEP组 8 3.0±0.4* 0.98±0.19 1.02±0.11△ 1.02±0.09△ 0.94±0.08△ 202.00 0.0001
NS组 8 2.9±0.5* 1.03±0.15 0.99±0.14△ 0.93±0.14△ 0.91±0.10△ 131.84 0.0001
F值 0.19
0.66
31.33
21.31
35.07
P值 0.940 8 0.623 9 0.000 1 0.000 1 0.000 1
表4 各组家兔循环参数测定结果比较(±s)
组别 只数 心率(次/min) 动脉平均压(mm Hg) 中心静脉压(cm H2O)
0 min 90 min 0 min 90 min
0 min 90 min
FDC组 8 280±22
271±15
83±8
82±10
4±1
6±1*
PEEP组 8 296±23 267±12* 88±15 74±11* 4±1 6±2*
NS组 8 270±19 236±23* 84±11 65±10* 4±1 6±2*
讨论
一、PLV对ALI家兔动脉血气的影响
PLV可使PaO2显著增高、PaCO2显著降低，各指标改善均优于其它组。FDC组PaO2较治疗前增高160%，PEEP组、NS组分别增加47%、26%。PLV可使PaCO2降低10～12 mm Hg， PEEP组PaCO2降低7～12 mm Hg，NS组PaCO2无明显变化。
PLV由CMV与LRM构成，实验中各组CMV参数完全相同，故可排除CMV参数对结果的影响。对结果产生影响的干预因素只有LRM。NS组与其它组结果比较说明，气管内注入低气体携带能力的NS可明显降低单纯PEEP的治疗作用。低气体携带能力的NS的注入，相当于人为地增加肺内液体渗出，减少肺内气体交换面积，直接降低了CMV的效果，由此可见LRM的气体携带能力是影响疗效的重要因素，这也为以前的研究证实［4］。
FDC组与其它组的比较说明，在低水平PEEP的协同下，PLV可使血气得到明显改善，并随治疗时间延长血气指标趋向于不断好转，这与PEEP组血气指标先改善后恶化形成鲜明对比。PEEP是PLV时促进PFC在肺内较均匀分布的主要因素，同时也是气体从气相向液相扩散的主要动力。PLV时仅需较低水平PEEP与PFC相协同，即可使动脉血气得到明显改善，这也是PLV能有效降低CMV工作压力水平、减轻VILI的重要原因之一［5］。
二、PLV对ALI家兔肺顺应性影响
PLV可以显著提高肺顺应性，在PLV治疗开始时Cst即有大幅度增加，这种作用持续存在于治疗的全过程。与FDC组相比，PEEP组及NS组在治疗开始时Cst仅有小幅度升高，此后又逐步降低。PFC的高比重特性，有利于其直接进入萎陷的肺泡，使这些肺泡重新复张，同时PFC可抑制肺泡腔液体渗出、减少肺间质水肿；PFC具有很低的表面张力，类似于肺泡表面活性物质的作用，当其进入肺内后可明显降低肺泡表面张力，防止肺泡萎陷，PFC也可以促进内源性肺泡表面活性物质的产生［6］。同时，PFC具有直接抑制肺内炎性细胞活性，提高肺内超氧化物歧化酶水平，有助于维持肺内抗氧化平衡，抑制肿瘤坏死因子、白细胞介素等炎性细胞因子的表达等作用，可直接或间接地减轻肺组织的病理损伤［7，8］。FDC组肺顺应性的明显升高可能与PFC的上述作用密切相关。
三、PLV对ALI家兔血流动力学的影响
从观察结果可见，各组治疗前、后的动脉平均压、心率、中心静脉压均无显著变化，说明LRM对动物体循环无明显的影响。PEEP是CMV时影响循环的主要因素，而适当水平的PEEP（即最适PEEP）不但不会对循环带来不利影响，反而会促进循环功能的改善，增加组织氧合。本研究中PEEP水平较低，尚不足于影响动物的循环功能。
综上所述，PLV可明显改善ALI家兔的动脉血气，有效提高肺顺应性，其作用优于常规机械通气。
材料与方法
一、实验动物与分组
健康雄性新西兰兔（解放军总医院动物中心提供）24只，体重(2.6±0.3) kg，随机分为3组：FDC组、呼气末正压（PEEP）组、生理盐水（NS）组。
二、实验方法
(1)FDC由中国科学院有机化学研究所合成，分子式C10F18，每100 ml 氧容量49 ml、二氧化碳容量140 ml，表面张力15 dynec/cm。（2）油酸（OA），美国Sigma公司，纯度99%。（3）仪器：Serve 900C呼吸机，930 940型呼吸力学监测仪，惠普54S型多功能监护仪，AVL995血气分析仪。（4）麻醉及手术：用3%戊巴比妥钠（30 mg/kg）静脉注射麻醉，股动脉插管监测动脉平均压、心率及采集动脉血气（ABG），颈外静脉插管建立液体通道及监测中心静脉压，动静脉通道分别连接Interflow管，用肝素(NS)以3 ml/h维持通道。气管切开插管连接呼吸机进行CMV。操作完成后观察30 min，待动物血压、心率平稳及呼吸机运行稳定后开始实验。（5）ALI模型制备：OA用量0.09～0.11 ml/kg，分3次在20 min内经静脉注入，OA注射60 min后达到模型标准。（6）实验过程：在模型制好后各组采用不同措施进行治疗，FDC组FDC+PEEP+CMV，PEEP组PEEP+CMV，NS组NS+PEEP+CMV。（7）CMV参数设置：参数调节全部在模型制备前进行，吸入气氧浓度（FIO2）=1.0、呼吸频率为30次/分、吸气时间30%，潮气量（VT）调节至保持动脉血二氧化碳分压（PaCO2）在35～45 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)水平。从制备模型开始到实验结束，上述参数保持不变。PEEP的应用在相应组别中与液态呼吸介质（LRM）注入同步进行，PEEP均为4 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)。 LRM采用统一剂量，FDC及NS均为9 ml/kg［3］。
三、观察指标
分别在ALI模型制备前、后60 min（即0时间点）、治疗后30、60、90 min时间点观察以下指标：动脉血氧分压（PaO2）、PaCO2、肺顺应性、心率、动脉平均压、中心静脉压。
四、统计学处理
所有结果均以均数±标准差表示，数据处理用SAS统计软件中的F检验及q检验进行，P＜0.05示差异有显著性。
结果
不同治疗后，三组的PaO2、PaCO2、肺顺应性变化分别见表1～3，心率、动脉平均压、中心静脉压变化见表4。
由表1可见，三组在治疗后各个时间点的PaO2均较治疗前明显升高，但FDC组PaO2在各个时间点均较其他两组明显增高，且FDC组PaO2随治疗时间延长呈进行性增高，而其他两组PaO2不随治疗时间延长而增高。由表2可见，FDC组及PEEP组治疗后PaCO2较治疗前明显下降，NS组治疗前后PaCO2无明显变化。由表3可见，FDC组治疗后肺顺应性较治疗前明显增高，而PEEP组及NS组治疗前后肺顺应性无显著变化。
由表4可见，FDC组治疗前后心率、动脉平均压无明显变化，而PEEP组及NS组治疗后心率、动脉平均压均较治疗前明显下降。三组治疗后CVP均较治疗前显著增加。
表1 各组家兔PaO2测定结果比较(±s)
组别 只数 PaO2(mm Hg) F值 P值
造模前 0 min 30 min 60 min 90 min
FDC组 8 409±37*
90±6
157±14*
193±38*
232±26*
55.61
0.0001
PEEP组 8 405±37* 89±9 127±10*△ 128±7*△ 122±14*△ 303.92 0.0001
NS组 8 402±42* 91±6 117±12*△ 115±8*△ 116±10*△ 266.32 0.0001
F值 0.27 0.648 63.57 33.78 139.62
P值 0.895 0.63 0.000 1 0.000 1 0.0001
注:与同组0 min值比较P＜0.05；与PDC组同一时间点值比较△P＜0.05(下同)
表2 各组家兔PaCO2测定结果比较(±s)
组别 只数 PaCO2(mm Hg) F值 P值
造模前 0 min 30 min 60 min 90 min
FDC组 8 39±3*
52.1±2.8
43±4*
41.9±3.7* 40±3
28.60
0.0001
PEEP组 8 39±4* 54.1±4.9 44±4* 45.0±5.8* 45±5 10.92 0.0001
NS组 8 39±5* 51.9±3.6 50±3△ 48.1±2.6△ 49±3△ 19.12 0.0001
F值 0.21 1.86 5.29 11.73 29.79
P值 0.93 0.156 0.0045 0.0001 0.0001
表3 各组家兔肺顺应性测定结果比较(±s)
组别 只数 肺顺应性(ml/cm H2O) F值 P值
造模前 0 min 30 min 60 min 90 min
FDC组 8 3.0±0.4*
1.05±0.11
1.78±0.22*
1.79±0.24*
1.68±0.23*
89.19
0.0001
PEEP组 8 3.0±0.4* 0.98±0.19 1.02±0.11△ 1.02±0.09△ 0.94±0.08△ 202.00 0.0001
NS组 8 2.9±0.5* 1.03±0.15 0.99±0.14△ 0.93±0.14△ 0.91±0.10△ 131.84 0.0001
F值 0.19
0.66
31.33
21.31
35.07
P值 0.940 8 0.623 9 0.000 1 0.000 1 0.000 1
表4 各组家兔循环参数测定结果比较(±s)
组别 只数 心率(次/min) 动脉平均压(mm Hg) 中心静脉压(cm H2O)
0 min 90 min 0 min 90 min
0 min 90 min
FDC组 8 280±22
271±15
83±8
82±10
4±1
6±1*
PEEP组 8 296±23 267±12* 88±15 74±11* 4±1 6±2*
NS组 8 270±19 236±23* 84±11 65±10* 4±1 6±2*
讨论
一、PLV对ALI家兔动脉血气的影响
PLV可使PaO2显著增高、PaCO2显著降低，各指标改善均优于其它组。FDC组PaO2较治疗前增高160%，PEEP组、NS组分别增加47%、26%。PLV可使PaCO2降低10～12 mm Hg， PEEP组PaCO2降低7～12 mm Hg，NS组PaCO2无明显变化。
PLV由CMV与LRM构成，实验中各组CMV参数完全相同，故可排除CMV参数对结果的影响。对结果产生影响的干预因素只有LRM。NS组与其它组结果比较说明，气管内注入低气体携带能力的NS可明显降低单纯PEEP的治疗作用。低气体携带能力的NS的注入，相当于人为地增加肺内液体渗出，减少肺内气体交换面积，直接降低了CMV的效果，由此可见LRM的气体携带能力是影响疗效的重要因素，这也为以前的研究证实［4］。
FDC组与其它组的比较说明，在低水平PEEP的协同下，PLV可使血气得到明显改善，并随治疗时间延长血气指标趋向于不断好转，这与PEEP组血气指标先改善后恶化形成鲜明对比。PEEP是PLV时促进PFC在肺内较均匀分布的主要因素，同时也是气体从气相向液相扩散的主要动力。PLV时仅需较低水平PEEP与PFC相协同，即可使动脉血气得到明显改善，这也是PLV能有效降低CMV工作压力水平、减轻VILI的重要原因之一［5］。
二、PLV对ALI家兔肺顺应性影响
PLV可以显著提高肺顺应性，在PLV治疗开始时Cst即有大幅度增加，这种作用持续存在于治疗的全过程。与FDC组相比，PEEP组及NS组在治疗开始时Cst仅有小幅度升高，此后又逐步降低。PFC的高比重特性，有利于其直接进入萎陷的肺泡，使这些肺泡重新复张，同时PFC可抑制肺泡腔液体渗出、减少肺间质水肿；PFC具有很低的表面张力，类似于肺泡表面活性物质的作用，当其进入肺内后可明显降低肺泡表面张力，防止肺泡萎陷，PFC也可以促进内源性肺泡表面活性物质的产生［6］。同时，PFC具有直接抑制肺内炎性细胞活性，提高肺内超氧化物歧化酶水平，有助于维持肺内抗氧化平衡，抑制肿瘤坏死因子、白细胞介素等炎性细胞因子的表达等作用，可直接或间接地减轻肺组织的病理损伤［7，8］。FDC组肺顺应性的明显升高可能与PFC的上述作用密切相关。
三、PLV对ALI家兔血流动力学的影响
从观察结果可见，各组治疗前、后的动脉平均压、心率、中心静脉压均无显著变化，说明LRM对动物体循环无明显的影响。PEEP是CMV时影响循环的主要因素，而适当水平的PEEP（即最适PEEP）不但不会对循环带来不利影响，反而会促进循环功能的改善，增加组织氧合。本研究中PEEP水平较低，尚不足于影响动物的循环功能。
综上所述，PLV可明显改善ALI家兔的动脉血气，有效提高肺顺应性，其作用优于常规机械通气。
引用
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