過飽和酸素水を用いた新規完全液体換気システムの確立：急性肺障害の治療に向けて

使用过饱和氧水建立新型完整液体通气系统：治疗急性肺损伤

基本信息

批准号：
22K18189
负责人：
垣内健太
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでに，過飽和溶存酸素水からの気泡化を抑制する工夫をすることで高い酸素量を運搬できるTLVシステムを構築した．さらに，モデル肺を用いたin vitro試験にてラットの酸素消費量と同程度の酸素を肺に運搬できることを確認した．一方で，in vivo試験では，わずかに気泡化した酸素ガスが気道に蓄積して吸水時（陰圧時）に気道が狭窄するchoke現象が起きている可能性が示唆された．これにより，in vitro試験と比較して40%程換気量が低下していたため，in vivo試験における最適な換気条件の探索を目標としている．2022年度は，choke現象の直接的な原因である吸引圧を低下させることで換気量がどのように変化するかをin vivo試験で評価した．その結果，換気量と吸引圧（陰圧度）に正の相関が確認され，吸引圧を増加させる（0 cmH2Oに近づける）ことで換気量の回復が確認された．しかし，換気量が増加したのにも関わらず血中酸素分圧の回復は小さかった．これは，choke現象が緩和されたことにより換気量が増加したが，肺胞での酸素供給が改善しなかったことを意味しており，過飽和溶存酸素の気泡化に伴い肺実質（細い流路部）の1部が閉塞している可能性が示唆された．この場合，choke現象を緩和しても最終的な目標である血液の酸素化の維持には寄与しないため，新たな対策が必要となった．一方，平行して実施していた液中酸素含量測定法に関する実験において，生体への毒性が低く溶存酸素量が高い液体材料を見つけた．試験的に，水と本液体材料を酸素バブリング下で混合させたところ，ある条件下において，高い酸素含量を示す液体材料になることが分かった．

到目前为止，我们已经构建了一个TLV系统，该系统可以通过努力抑制过饱和溶解的氧气的气泡形成来运输高氧水平。此外，使用模型肺的体外研究，我们证实，与大鼠的氧气消耗相同的氧气可以运输到肺部。另一方面，体内测试表明，会发生一种扼流现象，其中稍微冒出的氧气在气道中积聚，并在吸收水时缩小气道（负压）。与体外测试相比，这种通气量减少了约40％，目的是在体内测试中寻找最佳的通风条件。在2022年，评估了体内测试，以确定通气体积如何通过降低吸力压力而变化，这是阻塞现象的直接原因。结果，通气体积和吸力压力（负压）之间确认了正相关，并通过增加吸气压力来恢复通风量（使其接近0 CMH2O）。然而，尽管通风增加，但血氧部分压的回收率很小。这意味着，尽管由于阻塞现象而增加了通风，但肺泡并未改善氧气供应，这表明由于过饱和溶解的氧气的气泡，肺实质的一部分（薄通道部分）可能会阻塞。在这种情况下，缓解扼流圈现象并不有助于维持血液氧合的最终目标，因此需要采取新的措施。另一方面，在与测量液体中的氧含量并行进行的实验中，我们发现了一种对生物体毒性低的液体材料和高溶解的氧气含量。在试验的基础上，将水和这种液体材料混合在氧气中，发现在某些条件下，它是氧气含量高的液体材料。