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目的体外循环中灌注流量/血压对脑灌注的影响尚不甚清楚,因此本研究旨在构建幼猪体外循环模型,研究不同灌注流量/灌注压力对脑灌注的影响。研究体外循环主动脉阻断期间不同灌注流量/压力条件下,血浆生物标记物的变化和组织学检测结果,探讨局部脑氧饱和度的下降反映神经元损伤程度的可能性。方法共20只清洁级中国实验用小型猪幼猪,随机分为5组(n=4)。分别为对照组(C),高流量组高血压亚组(H1)、高流量组低血压亚组(H2)和低流量高血压亚组(L1)、低流量组低血压亚组(L2)。C组幼猪仅行开胸术;实验组幼猪体外循环为单泵双管灌注模型,即通过Y型接头分别在颈总动脉干和升主动脉处进行动脉插管灌注。高流量为(100～120)ml/kg·min,低流量为(50～70)ml/kg·min;高血压指(50～70)mmHg,低血压指(30～50)mmHg;不同组的流量和血压控制均仅在主动脉期间执行。实验过程中,使用近红外光谱技术(near infrared reflectance spectroscopy,NIRS)实时监测幼猪局部脑氧饱和度(regional cerebral oxygen saturation,rSO2);使用流量计监测脑灌注流量和 CPB灌注流量。每5分钟记录一次生命体征、rSO2和CPB及脑灌注流量。统计分析以下时间点的灌注量、rSO2、平均动脉压等指标,分别为:T0,气管插管后15分钟且体外循环前;T1,体外循环开始后5分钟;T2,开始复温;T3,主动脉开放10分钟后。于以上四个时间点取血浆,检测S-100钙结合蛋白B(S-100B)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、基质金属蛋白-2(matrix metalloproteinase-2,MMP-2)、基质金属蛋白-9(MMP-9)以及中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutropil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)的水平。于 T0、T1 和 T3 抽动脉血行血气分析。结果幼猪一般情况及CPB前的生理指标,在各组中无统计学差异。主动脉阻断期间,低流量组CPB灌注量显著低于高流量组[(67 ± 2)ml/(kg · min)vs.(105±5)ml/(kg·min),P<0.001],并且低流量组脑灌注流量显著低于高流量组[(18±7)ml/(kg·min)vs.(29±8)ml/(kg·min),P=0.009],但不同流量组内低血压亚组脑灌注流量和高血压无统计学差异。同时主动脉阻断期间,无论低流量组还是高流量组,脑灌注流量均和CPB流量呈显著正相关性(H组:R2=0.277,P<0.001;L组:R2=0.323,P<0.001)但其与血压并无显著相关性。在T1和T3时间点,高流量组和低流量中的不同血压亚组高流量组中rSO2无统计学差异;T2时间点,高流量组中rSO2在高血压亚组和低血压亚组间无统计学差异(54%±3%vs.53%±3%,P=0.405);而在低流量中,低流量血压亚组rSO2显著低于低流量高血压亚组(47%± 3%vs.57%± 6%,P=0.017)。统计主动脉阻断期间全部rSO2和MAP值发现,在低流量组中rSO2和MAP存在显著正相关性(R2=0.230,95%可信区间:0.111～0.295,P<0.001),而在高流量组rSO2和MAP 则无显著相关性(R2=0.020,95%可信区间:-0.027～0.103,P=0.243)。H组中T1、T2、T3时间点血浆S-100B水平较T0点显著增高,L组中仅T2时间点较T0点显著增高,但相同时间点组间无统计学差异,组内不同时间点也无统计学差异。H1组血浆NSE水平最大值出现在T1(体外循环初始),且显著高于T0,H2组血浆NSE水平最大值出现在T2,显著高于T0水平,但低流量组中则未发现统计学差异。血浆NSE水平相同时间点组间无统计学差异,组内不同时间点也无统计学差异。此外,各组血浆MMP-2、MMP-9、NGAL水平均未发现统计学差异。海马CA区神经元HIF-1α,AIF,Caspase-3表达水平在各组间无统计学差异,各组HE染色、尼氏染色结果未发现海马CA区神经元坏死、凋亡。低流量组中,血浆NGAL水平和局部脑氧饱和度有显著负相关性(R2=-0.465,95%置信区间:-4.927～-0.9948,P=0.004),高流量组中则未发现该现象。结论在本研究中,我们成功的构建了单泵双管幼猪体外循环模型。浅低温CPB主动脉阻断期间,脑灌注流量仅与CPB灌注流量相关,即脑灌注随CPB灌注流量的增高而提高,反之亦然;平均动脉压的高低对脑灌注流量并无显著影响。采用低流量灌注时,可能由于引起脑血流自身调节机制的完整性受损,进而导致脑组织灌注减少,适当提高血压可改善脑组织灌注。在本研究中,短时间低流量低血压可引起一过性的局部脑氧饱和度降低,但并不导致明显的中枢神经系统损伤。