1. 比較正常大鼠與脂多醣誘發大鼠急性肺損傷的差異
及大型動物實驗和其操作訓練
實習單位：國防醫學院生理及生物物理學科研究所 張宏醫師實驗室
指導老師：張宏 醫師
系級：長榮大學生物科技學系 姓名：林亞錡
結論
第一部分：
當肺部受到傷害時，會伴隨一連串的生理反應。在本次實驗中可知因
比較脂多醣誘發大鼠急性肺損傷及正常大鼠的差異 LPS誘導肺損傷的大鼠其肺中白血球量有上升的趨勢和明顯的肺水腫，前者是
摘 要 因為在感染或是受傷的組織中本身就會聚集具有吞噬作用的白血球前來進行
急性肺損傷 (acute lung injury, ALI)和急性呼吸窘迫症候群 發炎反應，而導致許多的白血球存在於受損的肺中，但在正常的肺部是不會
(acute respiratory distress syndrome, ARDS)是加護病房中常見的急性 有白血球存在：後者是肺中間質部分本身就含有水分，水分的恆定可以保持
呼吸衰竭症候群，由於病人呼吸系統突然失調導致呼吸急促、呼吸困難呼 肺部生理機能及利於完成肺的各種功能，可當肺部具有病變時，會增加肺部
吸衰竭等症狀。脂多醣 (lipopolysaccharide, LPS)是革蘭氏陰性細菌的 血管的通透性，使肺部血管內滲出液體至血管外，滲出的速度超過肺臟排除
外膜組要主成，能保護細菌免受到外來物的攻擊，在研究上常以此模擬病 的能力，導致過多的液體存在於組織間隙或是肺泡內，形成肺水腫的情形。
菌對於生物體內造成的傷害。此實驗在探討脂多醣誘發大鼠的急性肺損傷 因此，從外在來看，當受傷的大鼠身體有明顯虛弱的情形，而由內部解
並與正常大鼠的肺部比較其差異。以氣管注射LPS誘發 Sprague-Dawley大 剖與檢測可知道，與正常大鼠在肺部含白血球量與水腫的程度上都有明顯的
白鼠肺部損傷，並經三小時後觀測大鼠肺水腫及損傷程度等。結果顯示 差異，進而可將 LPS誘導大鼠肺損傷的方法用於當作誘導 ARDS或是 ALI的動
LPS誘發急性肺損傷之大鼠有明顯的肺水腫及在其支氣管肺泡灌洗液中含有 物實驗模型。
大量的白血球。由此可知，急性肺損傷會使肺部造成積水及引起肺內部的
一連串發炎反應，而肺水腫可能會進而造成呼吸急促、肺部低氧血症。 第二部分：
實驗步驟 大型動物(豬)實驗和其操作訓練
1.急性肺損傷誘發： 一、 實驗動物的製備及操作訓練：
大鼠進行肺損傷的誘發。實驗前需將大鼠以腹腔注射麻醉劑給予麻醉，
經確認達深層麻醉後，將大鼠以仰躺的方式固定在手術解剖板上，並在整 實驗中所使用的豬隻都是六個月大的公豬，實驗前須使用舒泰 + Atropine
個手術過程中隨時注意大鼠麻藥是否有消退及體溫和呼吸之維持。接著對 麻醉後，在耳朵上 on 針給予 Pentobarbital、Fentanyl及肌肉鬆弛劑後連
大鼠進行氣管切開術，於手術後置入塑膠管於氣管中，由氣管插管中緩慢 接點滴，再氣切插入氣管以呼吸機通氣後開頸動脈與股動脈手術並插入偵測
注射LPS以誘發急性肺發炎，並於發炎誘發三小時後進行支氣管肺泡灌洗 的 sensor，實驗的同時會持續地給予麻醉，最後再開膀胱手術並將尿液吸出
(bronchoalveolar lavage, BAL)。 插入導尿管縫合，抽血做血氧分析及 Picco檢測心輸出量當作實驗前的
basline。
2.支氣管肺泡灌洗
大鼠給予安樂死後進行左肺支氣管肺泡灌洗，由氣切處換上塑膠氣管 二、大型動物實驗：
固定並將右肺綁死，以 PBS進行 2.5 ml兩次之左肺灌洗，將所收集到的 實驗一：正壓機械性通氣之吸氣壓力設定對脈壓變異性的想影響
灌洗液在4 ℃下離心，再將上層的支氣管肺泡灌洗液 (bronchoalveolar
1.研究背景：正壓變異 (pulse pressure variation, PPV)對體積反應是有
lavage fluid, BALF)以及下層細胞分開收集， BALF用作發炎症激素之分
預測的可能，本實驗要評估在PPV中壓力控制水平 (pressure control level,
析，細胞則進行總白血球計數。
PCL )的影響。
3.肺組織處理 2.方法：使用六個月大健康公豬麻醉並模擬失血性休克進行五個血容量變化
將右肺葉（共有三葉）取下，中葉（形狀像葉片）秤重並烘乾，上葉 的階段。
及下葉保存進行檢測。 3.結果：在呼吸機的設定上， PPV反應快速的改變且與PCL和潮氣容積有線性
關係。這些特徵可能在重症照護改善 PPV給予不同呼吸機設定的解釋上有重
檢測方法 要的應用。[3]
1.白血球 (White Blood Cell, WBC)值：
將收集到的肺部支氣管肺泡灌洗液中的細胞使用螢光流動（細胞）分 實驗二：以 Tween 20誘發豬的 ARDS/ALI
析儀分析，可藉此了解肺部損傷的程度。 1.實驗目的：以 Tween 20誘發豬的 ARDS/ALI並觀測其使用呼吸機的回復力
2.方法：用內視鏡以氣管注射的方式打入 Tween 20誘發 ARDS/ALI，並測量
2.乾濕比： 在每個時段的血氧含量及 Picco值進行分析及判別。
將右中肺取下後秤重，放入烘箱兩天，再取出秤重，比較乾重和濕重 3.結果：剛打入 Tween 20時，豬的動脈血氧濃度下降快速，但經幾小時後，
來了解肺部是否有嚴重積水進而了解肺水腫的程度。 動脈的血氧濃度有明顯的回升。由此可知，當受到 ARDS/ALI時，給予呼吸機
通氣是有幫助肺部回復上的效能。
結果 參考文獻
1. 白血球 (WBC)值 (1) Lorraine B. Ware. and Michael A. Matthay. The Acute Respiratory Distress Syndrome. The New England
Journal of Medicine. Med 2000; 342:1334-1349.
當肺部受損時，LPS組的支氣管肺泡灌洗液中含有大量的白血球存在， (2) Kenji Tsushima1, Landon S. King , Neil R. Aggarwal , Antonio De Gorordo,
Franco R. D’Alessio , Keishi Kubo . Acute Lung Injury Review. Internal Medicine. Med 2009;48: 621-630.
與正常肺部的支氣管肺泡灌洗液比較有明顯的增加的趨勢。由此可知，
(3) Chih-Hsin Lee, Yao-Kuang Wu, Jann-Yuan Wang, Chou-Chin Lan1 , Chun-YiLee, Kuei-YaoHsu, Kun-Mao
LPS組的肺有發炎的現象及白血球值增高現象。(圖一) Chao, Hung Chang Influence of Pressure Control Levelson the Pulse Pressure Variations: an Animal Study
Using Healthy Piglets
2. 乾濕比 (4) Priya Prabhakaran . Acute Respiratory Distress Syndrome. Indian Pediatrics
Med2010; Volume 47, Number 10, 861-868
肺部受損的 LPS組之肺中含有的水分相較正常肺部的水分含量來的高， (5)余忠仁 急性呼吸窘迫症候群 (2007)
由此可知， LPS組有明顯肺水腫的趨勢。(圖二) (6)姚德怡 探討脂多醣誘發肺損傷之高血糖大鼠其免疫反應，靜宜大學食品營養學系碩士論文 (2008)
※實驗圖片
圖一、白血球值 圖五、乾溼比
以LPS誘發大鼠急性肺損傷後觀測白血球 以LPS誘發大鼠急性肺損傷，檢測其右肺中葉乾溼
(White Blood Cell, WBC)值，LPS組其白血球 比觀察肺水腫的情形，LPS組肺水腫有增加的趨勢。
數有增加的趨勢。(control n=3、LPS n=3， (control n=3、LPS n=3，SigmaPlot做圖。) 固定大鼠，並已作氣切及插氣管 正在進行豬的手術 已做完實驗動物製備的小豬
SigmaPlot做圖。)
致謝
這兩個月的實習中，非常感謝張宏醫師、貞如、惠如和羅瑩學姐及其他國防醫學院的醫師及生理所的學長姐們，不藏私地教我有關動物實驗的知識及技術，
也讓我觀看及參與實驗，再一次非常感謝國防醫學院生理及生物物理學科研究所的醫師們及學長姐們，謝謝你們兩個月來的教導。