建模呼吸机诱导的肺损伤和中性粒细胞透以传染损伤的相互依赖性
Courtney L Mattson1, Bradford J Smith2,3
1Department of Bioengineering, University of Colorado Denver | Anschutz Medical Campus, 12705 E. Montview Blvd., Suite 100, Aurora, CO, 80045, USA.
Annals of biomedical engineering
|August 17, 2023
概括
呼吸器引起的肺损伤 (VILI) 的进展涉及新的损伤和扩大的集群. 计算模型揭示了受损区域之间增加的相互依赖,具有更有害的通风,由机械和信号通道驱动.
科学领域:
- 肺部医学 肺部医学
- 计算生物学 计算生物学
- 生物物理学的生物物理.
背景情况:
- 急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 和呼吸机引起的肺损伤 (VILI) 是复杂的,异质的肺部疾病.
- 由于其复杂的进化,了解VILI的时空进展是具有挑战性的.
- 之前的研究确定了VILI通过新损伤形成和集群扩张的进展,中性粒细胞透表明了全身反应.
研究的目的:
- 开发一种模拟VILI动态的新型计算模型.
- 使用随机方法阐明驱动VILI进展的机制.
- 在VILI期间量化细胞损伤和中性粒细胞透的相互依赖.
主要方法:
- 开发一种新的计算模型,模拟VILI中的细胞损伤和中性粒细胞透.
- 使用随机方法来建模损伤进展.
- 优化模型参数与实验数据对比,以分析VILI动态.
主要成果:
- 模型优化显示,机械通风损伤增加增加了现有和新受损区域之间的相互依赖的范围和强度.
- 细胞损伤的相互依赖可能是由机械绑定力介导的.
- 中性粒细胞透的相互依赖可能是由更远的细胞信号通路驱动的.
结论:
- 计算建模为VILI的复杂时空动态提供了洞察力.
- 机械力量和细胞信号通路在VILI进展中起着至关重要的作用.
- 开发的模型有助于了解机械通风过程中肺部损伤背后的机制.
