背景：体外循环(CPB)仍可诱发全身性炎症反应综合症(SIRS),导致术后各脏器、系统不同程度的损伤,肺是最早最容易受到损伤的器官。CPB后肺损伤在临床上大部分表现为亚临床症状的术后肺功能障碍,进一步可发展为术后肺部并发症(15～30%),甚至急性呼吸窘迫综合症(ARDS)而引起死亡(2%)。CPB后肺损伤的严重程度直接影响术后的恢复和预后。目前,CPB后肺损伤已引起广泛的重视,各种肺保护的方法应运而生。本研究紧密结合临床,从体外循环术后肺损伤发生的主要机制出发,探讨在体外循环期间肺动脉持续灌注氧合冷血和乌司他丁(UTI)对肺的保护作用。目的：1)进行CPB手术中建立持续肺动脉灌注系统的研究,评价肺动脉灌注系统的安全性和可行性；2)采用氧合冷血进行持续肺动脉灌注,探讨CPB后SIRS导致肺损伤的机制,评价采用氧合冷血进行持续肺动脉灌注对肺损伤的保护作用；3)在心脏手术体外循环预冲液中加入不同剂量的UTI(1万U·kg-1、2万U·kg-1),通过观测围术期细胞因子和呼吸功能的变化,探讨UTI对CPB后肺损伤是否具有保护作用,如果有保护作用,这种作用是否有剂量-效应关系。4)在氧合冷血进行持续肺动脉灌注的基础上,在灌注液中加入UTI,采取进一步的干预性保护性措施,通过对生化、肺生理及组织形态学检测评价持续肺动脉灌注含乌司他丁氧合冷血对CPB后肺损伤保护作用是否优于单纯CPB预冲应用UTI。方法：1)选择30例单纯二尖瓣狭窄患者,随机分成对照组(C组)和灌注组(P组)两组,每组各15例,采用统一的麻醉方法,体外循环装置及管理,对照组常规行二尖瓣置换术,灌注组在CPB主动脉阻断期间,采用28～30℃氧合冷血以15ml·kg-1·min灌注流速进行持续肺动脉灌注,同时行二尖瓣置换术。两组在多个时点抽取桡动脉血,行血气分析检查及测定肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-8(IL-8)、白细胞介素-10(IL-10)和丙二醛(MDA)的水平；两组在多个时点抽取左、右心房血,行血白细胞计数检查；两组分别于闭合胸骨前取右肺中叶大小约1.0×1.0×1.0cm3组织,行光学显微镜检查。2)选择45例单纯二尖瓣狭窄患者,随机分配为对照组(Ⅰ组)、UTI 1万U·kg-1组(Ⅱ组)和UTI 2万U·kg-1组(Ⅲ组),每组各15例,三组在多个时点抽取桡动脉血,行血气分析检查及测定TNF-α、IL-6、IL-8、IL-10的水平；三组在多个时点抽取左、右心房血,行血白细胞计数检查；三组在多个时点记录潮气量(VT)、吸入氧浓度(FiO2)、气道平台压(PAP)、呼气末正压(PEEP),分别计算氧合指数(OI)、肺泡-动脉氧分压差(PA-aO2)、肺静态顺应性(Cst)。3)选择60例单纯二尖瓣狭窄患者,随机分成对照组(Ⅰ组)、UTI预冲组(Ⅱ组)和含UTI氧合冷血肺灌注组(Ⅲ组),每组各20例,Ⅲ组在CPB手术期间经肺动脉插管持续灌注含UTI(总量2万U·kg-1)氧合冷血,同时行二尖瓣置换术;Ⅱ组给予以UTI(总量2万U·kg-1),以100ml生理盐水溶解稀释后加入预冲液,经CPB转机进入体内,同时行二尖瓣置换术。Ⅰ组为标准对照,即不用UTI,也不行肺动脉灌注,只行二尖瓣置换术。三组在多个时点抽取桡动脉血,行血气分析检查及测定TNF-α、IL-6、IL-8、IL-10、MDA、髓过氧化物酶(MPO),可溶性P-选择素(sP-selectin)、可溶性细胞间粘附分子-1(sICAM-1)的水平；三组在多个时点抽取左、右心房血,行血白细胞计数检查；三组在多个时点记录VT、Fi02、气道平台压PAP、PEEP,分别计算OI、PA-aO2、Cst。三组分别于闭合胸骨前取右肺中叶大小约1.0×1.0×1.0cm3组织,分别行光学显微镜、电子显微镜及基质金属蛋白酶-9(MMP-9)的免疫组化检查。结果：1)在CPB主动脉阻断期间采用28-30℃氧合冷血以10ml·kg-1·min灌注流速进行持续肺动脉灌注,灌注压力<20mmHg,与对照组相比,并没有明显增加手术操作难度及延长手术时间。2)两组CPB开始后右心房与左心房血白细胞计数之比(RWBC/LWBC)均明显升高(P=0.0011),但P组升高程度明显低于C组(P=0.0214)；两组CPB开始后TNF-α、IL-6、IL-8、IL-10水平均明显升高(P=0.0000,P=0.0000,P=0.0021,P=0.0000),但P组TNF-α、IL-6、IL-8升高程度明显低于C组,而IL-10的升高程度明显高于C组(P=0.0032,P=0.0132,P=0.0284,P=0.0139)；两组CPB开始后氧合指数(0I)和肺静态顺应性(Cst)均明显下降(P=0.0001,P=0.0082),但P组下降程度明显低于C组(P=0.0083,P=0.0104)；两组CPB开始后肺泡-动脉氧分压差(PA-aO2)均明显升高(P=0.0000),但P组升高程度明显低于C组(P=0.0024)；P组的术后带管时间短于Ⅰ组(P=0.0187)；光镜下Ⅰ组可见肺泡结构破坏,广泛肺泡萎陷,肺泡壁增厚,肺间质及肺泡腔内明显充血水肿及大量白细胞聚集,而P组示部分肺泡萎陷,肺泡壁轻度增厚,肺间质及肺泡腔内轻度充血水肿及少量白细胞聚集。3)三组CPB开始后RWBC/LWBC均明显升高(P=0.0164),但Ⅲ组升高程度明显低于Ⅱ组,同时Ⅱ组低于Ⅰ组(P=0.0253)；三组CPB开始后TNF-α、IL-6、IL-8、IL-10水平均明显升高(P=0.0000,P=0.0000,P=0.0037,P=0.0000),但Ⅲ组TNF-α、IL-6、IL-8升高程度明显低于Ⅱ组,同时Ⅱ组低于Ⅰ组,而IL-10的升高程度明显高于Ⅱ组,同时Ⅱ组高于Ⅰ组(P=0.0021,P+0.0183,P=0.0134,P=0.0004)；三组CPB开始后OI和Cst均明显下降(P=0.0002,P=0.0011),但Ⅲ组下降程度明显低于Ⅱ组,同时Ⅱ组低于Ⅰ组(P=0.0052,P=0.0115)；三组CPB开始后PA-a02均明显升高(P=0.0000),但Ⅲ组升高程度明显低于Ⅱ组,同时Ⅱ组低于Ⅰ组(P=0.0024);三组CPB开始后MDA水平明显升高(P=0.0000),但Ⅲ组升高程度明显低于Ⅱ组,同时Ⅱ组低于Ⅰ组(P=0.0001)；三组CPB开始后sPselectin、sICAM-1水平明显升高(P=0.0003,P=0.0000),但Ⅲ组升高程度明显低于Ⅱ组,同时Ⅱ组低于Ⅰ组(P=0.0035,P=0.0017)；三组CPB开始后MPO水平均明显升高(P=0.0000),但Ⅲ组升高程度明显低于Ⅱ组,同时Ⅱ组低于Ⅰ组(P=0.0003)P组的术后带管时间短于Ⅰ组(P=0.0024)；光镜下Ⅰ组可见肺泡结构破坏,广泛肺泡萎陷,肺泡壁增厚,而Ⅱ组示部分肺泡萎陷,肺泡壁轻度增厚,肺间质及肺泡腔内轻度充血水肿及少量白细胞聚集,Ⅲ组基本正常；电镜Ⅰ组可见肺泡上皮细胞、内皮细胞明显肿胀、破碎,基底膜暴露,血气屏障破坏,毛细血管内充血及大量炎症细胞激活,Ⅱ组肺泡上皮细胞微绒毛脱落较少,气血屏障增宽,可见较多毛细血管内激活、附壁的炎症细胞,Ⅲ组CPB后可见肺泡Ⅰ、Ⅱ型上皮细胞、血管内皮细胞及基膜轻度水肿,结构完整、清晰,气血屏障大致正常;Ⅰ组MMP-9在肺血管内皮细胞的表达染色强阳性,Ⅱ组染色阳性而Ⅲ组呈弱阳性。结论：1)本研究采用氧合冷血进行持续肺动脉灌注方案(控制灌注液温度28～30℃、灌注压力<20mmHg、灌注流速10ml·kg-1·min-1)是安全可行的。2).在CPB期间采用氧合冷血进行持续肺动脉灌注可以减少肺内白细胞扣押,清除氧自由基、抑制促炎因子的水平增加抗炎因子水平,减轻CPB后SIRS的严重程度,具有肺保护作用。因而具有肺保护作用。3).UTI应用于CPB可减轻肺内白细胞的扣押,抑制促炎因子的水平而增加抗炎因子的水平,改善氧合指数、降低肺泡-动脉氧分压差、保护肺顺应性,具有肺保护作用,并且这种作用存在剂量-效应关系,UTI剂量较大组(2万U·kg-1)肺保护作用更明显。4).将UTI与氧合冷血持续肺动脉灌注结合,两者可产生协同作用。CPB期间采用含UTI氧合冷血行持续肺动脉灌注可以减少肺内白细胞扣押,抑制促炎因子的释放而增加抗炎因子的水平,清除自由基,抑制黏附分子的表达,稳定溶酶体膜,减少中性粒细胞MMP-9、MPO等水解酶的的释放并抑制其活性；可以改善氧合指数、降低肺泡-动脉氧分压差、保护肺顺应性。因而具有明确肺保护作用,其效果优于单纯CPB中应用UTI。5).本研究在生理、生化、免疫组化及组织形态学层面揭示CPB后SIRS的发生机制,证实CPB期间肺动脉持续灌注含UTI氧合冷血可以减轻CPB后SIRS的程度,对CPB后肺损伤有明确的保护作用。为UTI与氧合冷血持续肺动脉灌注结合运用于体外循环肺保护提供理论依据和技术方法,并且为体外循环肺保护提供新的措施。