PFIB吸入毒物学试验的研究范文

作者：孙晓红张宪成黄春倩孟革付荦援赵建苏瑞斌单位：北京军事医学科学院毒物药物研究所

全氟异丁烯（perfluoroisobutylene，PFIB）是“禁止化学武器公约”二级清单中的禁控化合物，呼吸道吸入毒性强，前期大量实验证明，吸入后主要病理变化为弥漫的肺毛细血管渗透性增加引起的肺损伤［1-2］，重度中毒动物多因严重渗出性肺水肿而致呼吸衰竭死亡。PFIB中毒潜伏期长［3］，一旦出现症状，多属肺损伤的后期或重度期，对其早期诊断及救治带来困难，因此对动物呼吸功能的检测是吸入毒理研究中的必要环节。为了避免吸入染毒后再行麻醉对动物呼吸的影响，使用清醒大鼠肺功能检测系统，对清醒动物呼吸功能指标进行连续监测，可及时反映PFIB吸入中毒对肺功能的影响，以了解肺损伤程度，为诊断及防治研究提供理论依据。

1材料与方法

1.1仪器与试剂

清醒大鼠肺功能分析仪，法国Emka公司；AutosystemXL气相色谱仪，美国PerkinElmer公司；MW-2A无油气体压缩机，天津市医疗器械二厂；SP-500型注射泵，日本JMS公司；PFIB:购自上海有机氟材料研究所，纯度98%。

1.2实验动物与分组

清洁级Wistar大鼠，10只，雄性，180～220g，购自北京维通利华实验动物技术有限公司。动物许可证号：SCX/L（字）2002-0003。将Wistar大鼠随机分为正常对照组和PFIB中毒组，每组5只。

1.3动物染毒

将中毒组大鼠置于自制的大鼠头部暴露染毒装置［4］进行PFIB吸入暴露染毒。PFIB剂量为150mg/m3，持续吸入8min。PFIB检测条件：GDX104柱，80～100目；柱箱和进样口温度为120℃，检测器180℃；载气：N230ml/min，H250ml/min，空气480ml/min。正常对照组暴露于空气中，其他处理条件同中毒组。

1.4呼吸功能监测

清醒大鼠肺功能分析仪由气泵、动物流量信号器、放大器、转换器和计算机信号处理系统组成。将大鼠分别置于动物流量信号器中，监测条件：气泵流量，1.5L/min；采样率，500Hz；增益放大倍数，1；传感器放大倍数，200；输入校准，-50；有效波形达90%时记录暴露前后不同时间的呼吸参数。

1.5统计学分析

使用Statistica8.0软件，采用重复测量的方差分析进行数据分析，其数据表示形式为x±s。

2结果

2.1PFIB染毒对大鼠吸气时间的影响

中毒组与对照组大鼠分别在暴露吸入前及吸入后2h、4h、8h、12h、24h、3d和7d检测呼吸功能指标。PFIB中毒组大鼠在吸入PFIB后4h吸气时间（inspiratorytime，TI）即出现明显下降（图1），至吸入后8hTI即显著缩短至129ms，并持续3d之久，7d基本恢复，而对照组大鼠的TI值在7d内未观察到明显变化。

2.2PFIB染毒对大鼠呼气时间的影响

如图2所见，实验大鼠呼气时间（expiratorytime，TE）的变化与TI基本一致，PFIB中毒组大鼠在PFIB吸入后4hTE即出现明显缩短，吸入后8h则由吸入前的442ms缩短至215ms，并持续至吸入后3d，第7天基本恢复，而对照组大鼠TE在各时间点均未观察到明显变化。

2.3PFIB染毒对大鼠吸气流量峰值的影响

从图3可看出，PFIB中毒组大鼠吸气流量峰值（peakinspiratoryflow，PIF）在吸入染毒后8至24h较吸入前有显著升高，第3天即恢复吸入前水平；对照组大鼠PIF除在第7天观察到明显升高外，其他时间均无明显变化。

2.4PFIB染毒对大鼠呼气流量峰值的影响

大鼠呼气流量峰值（peakexpiratoryflow，PEF）在PFIB中毒后8h即显著升高至8.1ml/s（图4），24h仍明显高于吸入前水平，第3天即恢复；对照组除在第7天观察到明显升高外其他时间均无明显变化。

2.5PFIB染毒对大鼠呼吸频率的影响

从图5中可看出，PFIB中毒组大鼠呼吸频率（breathingfrequency，F）在吸入后8h显著加快，至第3天仍高达229/min，第7天恢复至吸入前水平，而对照组1周内无明显变化。

2.6PFIB染毒对大鼠潮气量的影响

从图6中可以看出，PFIB中毒组大鼠潮气量（tidalvolume，VT）在暴露8h后明显降低，24h降至0.58ml/kg，且1周内仍未恢复至吸入前水平；对照组1周内无明显变化。

2.7PFIB染毒对大鼠呼气量的影响

图7所见，PFIB中毒组大鼠呼气量（expiredvolume，VE）值在暴露后8h明显降低，至吸入后第3天降到最低水平0.5ml/kg，至暴露后第7天基本恢复，而对照组则未观察到明显改变。

3讨论

随着电子技术的普及，清醒动物肺功能测定成为相关科研的必备工具，以往的呼吸指标监测多采用手术麻醉条件下的气管插管方法，但PFIB中毒对呼吸道毒性强，吸入后肺毛细血管渗透性增加易引起肺损伤，此时的麻醉和手术将加重呼吸困难。清醒动物肺功能检测系统在无需麻醉和手术状态下行呼吸指标监测，可更准确地反映大鼠的肺功能状态，不仅能协助诊断肺部损伤的性质及程度，还可作为指导肺损伤治疗的指标。早期发现肺功能的改变，可更好地协助选择治疗方案，对预后作出评价。本实验结果显示，大鼠PFIB150mg/m3暴露吸入8min，4h后即观察到TI、TE明显缩短；8h后PIF和PEF显著升高，呼吸频率明显加快，VT和VE明显减少；所监测肺功能指标的变化除TI和VT外均在1周内恢复至吸入前状态。吸入PFIB4h即检测到部分呼吸指标的变化，8h各指标均有显著变化，结合血液指标的检测结果，及时地加以救治，可减轻后期症状；第3天时肺功能指标基本恢复，说明肺脏代偿能力较强，该剂量PFIB所致肺组织损伤功能障碍可代偿性修复。本实验表明，清醒大鼠肺功能检测系统操作简便快捷、数据稳定、灵敏度高，可及时有效检测出PFIB吸入中毒大鼠呼吸功能指标的变化，可广泛应用于吸入毒理药理实验研究中。