急性呼吸窮迫症候群モデルラットにおける短時間完全液体呼吸の有用性

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K10972
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 針井 則一 山梨大学, 総合研究部, 准教授 (80377522)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武岡 真司 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20222094) ; 松田 兼一 山梨大学, 総合研究部, 教授 (60282480) ; 森口 武史 山梨大学, 総合研究部, 講師 (60422680) ; 後藤 順子 山梨大学, 総合研究部, 医学研究員 (60530102)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 急性呼吸窮迫症候群 / ARDS / total liquid ventilation

Outline of Annual Research Achievements

急性呼吸窮迫症候群(acute respiratory distress syndrome, ARDS)は，敗血症・肺炎・熱傷・外傷などの全身性炎症反応症候群が契機となり，肺胞領域の非特異的な炎症から広範囲の肺損傷に至る疾患である．その病態には，体内で過剰に産生された炎症性サイトカインなどの炎症物質による肺胞マクロファージの活性化と動員された好中球が関与する．好中球は異物の貪食・殺菌・分解を行う過程で，肺毛細血管内皮および肺胞上皮を傷害し,間質の浮腫や肺胞内の壊死物質を含む浸出液の貯留やサーファクタントの喪失，肺胞の虚脱，機能低下を引き起こす.
重症 ARDS による呼吸不全の治療として行われる人工呼吸器療法は，あくまでも支持療法であり，現時点でのARDS治療の成否は如何に迅速に原疾患を制御することだと考えられている．
今回，ナノバブル分散酸素富化水による完全液体換気(total liquid ventilation, TLV)システムを応用した肺胞洗浄法を構築し,エンドトキシン気管内投与・ラット ARDS モデルを用いて ARDS の病態である好中球の活性化に起因する肺胞の傷害を直接的に除去することで，炎症を鎮静化，救命率を向上させうる治療法を確立する．
平成27年度は，ナノバブル分散酸素富化水を用いたTLVは，コントロール群より優位に生存時間が延長することを示し，各種パラメータ（置換量，置換回数，水圧）最適化を行った．平成28年度には，通常の人工呼吸（気体）からTLV，そして人工呼吸器管理（気相－液相－気相）への復帰条件の検討を行った．気相への復帰には，回路の工夫だけではなく，人工呼吸器復帰時の終末呼気陽圧が重要であることを示し，その成果を「酸素マイクロナノバブル水の完全液体換気への応用」として，2016年12月の第5回日本マイクロナノバブル学会で発表した．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

ナノバブル酸素富化生理食塩水による液体呼吸システムは，短時間（5分間）の生存においては再現性のある結果が得られているが，経時的変化として，動脈血pHの低下が認められることが判明したため，ナノバブル酸素富化に適切かつ緩衝作用を併せ持つ溶液の選定，最適化に時間を要した．

Strategy for Future Research Activity

平成29年度は，前年までに最適化したTLVをARDSモデルラットに対して施行し，酸素化の改善，炎症の軽減効果について検討する．ARDSモデルはLPSの気管投与により作成し，置換液の組成，人工サーファクタント，抗炎症脂質の種類・濃度によって3～4群に分けて，TLVの排液の組織学，生化学的な比較，義死個体の組織学的検討を行う．一定の効果を得たところで，本研究が，ARDSの新しい治療，すなわち肺胞傷害を起こしうる病因物質を迅速に洗浄・除去することで肺胞構造を破壊と機能低下を抑制しうる「直接的」な治療となりうることを発信する．