肺纤维化小鼠模型构建、诊断及治疗虚拟仿真实验

河南师范大学&北京欧倍尔合作项目——肺纤维化小鼠模型构建、诊断及治疗虚拟仿真实验

肺纤维化是多种间质性肺病的终末结局，其病理学特点为肺实质破坏，细胞外基质的沉积以及成纤维细胞和肺泡上皮细胞表型显著变化，最终导致肺功能丧失，全球每年约新增500万病例，其中65岁以上为高发人群，该疾病预后较差，诊断后中位生存期为3-5年，5年存活率比多种癌症更低，目前除肺移植外，无有效治疗方法。

由于肺纤维化的发生是由肺组织中多种细胞损伤和异常活化的结果，因此，从组织水平，以不同类型细胞综合研究更能揭示该病发生过程。然而，目前大多实验室难以获得肺纤维化患者的临床样本，从而使得构建动物的肺纤维化模型称为体内研究的重要手段。因此，掌握肺纤维化动物模型的制备和鉴定，能够为了解该疾病发病动态过程和检测新型药物有效性提供重要的实验材料。

北京欧倍尔依托虚拟仿真、人机交互、数据库和网络通讯等技术，与河南师范大学共同开发了肺纤维化小鼠模型构建、诊断及治疗虚拟仿真实验教学项目，整个实验涉实验动物麻醉、气管滴注给药、饲养观察、组织切片染色等多个步骤，通过3D模拟，将各部分内容有机整合在一起形成虚拟的实验教学系统，向学生以及社会提供模块化、标准化教学资源，解决了学习中“易看难动手”的缺点。该软件是北京欧倍尔为河南师范大学定制开发，并成功协助其申报为2019年国家级一流本科课程项目。

软件介绍：

整个实验过程包括五个模块，模块一，肺纤维化小鼠模型构建，首先让学生选取实验动物，麻醉气道滴注给药。模块二，培养学生按照标准SPF级小鼠饲养的操作流程。模块三，了解目前肺纤维化治疗药物的作用机制，优缺点和治疗方法。模块四，指导学生了解小鼠肺的解剖结构及位置，以及组织材料固定保存的标准步骤。模块五为肺纤维化在组织学和生物化学水平鉴定。

该教学系统提供有操作手册，可指导学生操作软件；具备操作步骤评分和思考题测验的功能，用于评价学生对该实验的掌握情况；设置了在线讨论专区，供学生交流提问，教师答疑和评价；该系统还具有学习记录功能，管理员可统计学生操作软件的具体情况。实验结束后，学生在线提交实验报告，实验教师根据实验报告的成绩和学习记录可以评价学生的学习情况和实验的重难点。此外，学生还可以通过扫描二维码下载观看，达到预习、观摩、模拟相关实验内容的目的。因此，学生能够在仿真情境中进行多次模拟实验，加深实验印象，获得知识和技能，而且还可以增加趣味性和学习效果。

软件特色：

1、虚拟现实技术

利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制的360°旋转观察三维空间内的事物，界面友好，互动操作，形式活泼。

2、自主学习内容丰富

以3D仿真模拟肺纤维化小鼠模型的构建、诊断及治疗，并配有Flash动画、视频、文本等形式进行问题及原理展示，并包含了实验目的，实验原理、实验方法、操作过程中的注意事项等。在计算机上运用虚拟现实技术对实验过程进行模拟操作。

教师站是基于局域网的网络通信与控制软件，可以方便地对学员机的项目进行统一启动和控制，实时显示得分，获取成绩，对成绩进行统计等。主要有仿真项目考试、班级管理、成绩管理、理论题考试等功能。

3、智能操作指导

具体的操作指引，系统能够模拟操作指引中的每个功能，并加以文字说明。

4、实用性强

模块化、标准化教学资源，解决了学习中“易看难动手”的缺点,并配套相关的讨论反馈、考核练习、记录统计功能，发挥引导自主学习的能力,具有较大的可推广应用价值和应用前景。

北京欧倍尔的肺纤维化小鼠模型构建、诊断及治疗虚拟仿真实验教学项目的实施突破了传统实验教学的限制，丰富了教学内容，采取虚拟仿真方式指导学生掌握难于直接操作的实践部分成为完善生物类学生动手能力培养的快速有效途径，有利于复合应用型人才的培养，提供了一种高效和可行的培养模式。