综述：克服缺血性脑灌注障碍：一篇综述

《NeuroSci》：Overcoming Perfusion Impairment in the Ischemic Brain: A Review

　　

灌注障碍是利用机械灌注制备用于研究和临床应用脑组织的主要障碍之一。随着缺血进展，多种机制——包括血管内阻塞、血管周围细胞水肿、壁细胞收缩以及血管壁 breakdown——逐步限制保存液的均匀分布。该问题对于连接组学尤为重要，因为成功的保存需要保存化学物质的大范围分布以及维持用于神经环路重建所需的细胞超微结构。研究人员对多个领域中用于改善灌注障碍的干预措施进行了叙述性综述，这些领域包括器官移植、复苏医学、法医病理学、防腐处理以及神经科学。研究人员评估了这些方法在原始背景下的证据，并考虑了它们对旨在保存用于连接组重建组织的脑库潜在应用。研究人员将干预措施分为几类，包括抗凝剂、纤维蛋白溶解剂、血管扩张剂、冲洗液、表面活性剂、渗透剂、胶体、低温以及灌注压力优化。许多干预措施具有改善灌注的潜力，但每种方法也存在可能损害组织保存的权衡。随着连接组学向分析更大体积人脑组织的方向发展，克服灌注障碍可能成为日益重要的挑战。本综述为评估现有干预措施和指导未来灌注方案的开发提供了一个机制框架。

1. 1.
   引言
   灌注（Perfusion）源于拉丁语perfundere（“to pour through”），指液体通过组织脉管系统的过程。在生理学中，通常指血液向毛细血管床的输送，以进行氧气、营养物质和代谢废物的交换。人工或机械灌注非血液液体通过脉管系统在神经科学研究中广泛应用，且常在死后进行。例如，动物研究、脑库、解剖研究、神经外科教育、组织透明化、血管腐蚀铸型以及法医学中均有应用。通过灌注固定制备高质量脑组织对于连接组学至关重要，因为连接组学旨在绘制神经环路的突触连接，并正向绘制更大体积的哺乳动物大脑发展。
   灌注程序的成功关键取决于在全脑血管系统中实现充分分布，但由于缺血期间积累的因素，这具有挑战性。灌注质量在缺血开始后数分钟内即逐步受损。因此，缺血脑中的灌注空间分布可能呈斑片状且不可预测，部分组织区域灌注不足，即使其他区域灌注较好。这种血管内液体均匀分布丧失的现象称为灌注障碍。
   灌注障碍并非脑组织制备所特有，多个领域已对此进行处理。例如，器官移植中改善灌注的方法对于扩大可用供体池和改善预后至关重要；复苏医学中，心脏骤停后恢复脑微循环对神经功能恢复必不可少；死后血管造影中，恢复血管通畅的技术可实现脑血管系统的详细成像；防腐处理中，一个多世纪的动脉防腐经验已发展出旨在实现充分毛细血管流和组织渗透的配方和程序；基础神经科学研究中，高质量灌注固定是保存电子显微镜超微结构的关键方法。
   不同领域以不同方式评估灌注质量。组织学评估血管清除通常被认为是金标准，但受限于采样要求。其他方法包括宏观检查、基于示踪剂的测量、神经影像，以及在复苏文献中，将心脏骤停后生物体的神经功能恢复作为间接替代指标。灌注期间测量的流量-压力关系也可提供关于总血管阻力的实时信息。
   一个重要概念是无复流现象（no-reflow phenomenon）。该现象通常指尽管大血管循环恢复，但微血管灌注恢复失败。尽管灌注障碍是一个更广泛的术语，还包括其他机制（如血管壁损伤导致的血管源性水肿或大血管阻塞），但无复流现象是研究灌注随缺血时间延长而恶化的关键范式。值得注意的是，一些数据表明，无复流在某些情况下可能部分可逆，尤其是在较短缺血时间时。
   据研究人员所知，目前尚未有关于克服灌注障碍方法的综合，以及这些方法如何应用于缺血脑灌注。每个领域都发展了自己的文献、术语和实践，往往彼此孤立。因此，一个领域可能有价值的见解可能尚未转化到其他领域。
   在整个综述中，研究人员经常使用“缺血”而非“死后”来描述潜在的病理生理学，因为灌注障碍的机制是由血流停止而非任何特定的死亡临床判定驱动的。此外，许多相关文献来自对活体受试者缺血的研究，例如复苏前接受心脏骤停的动物模型。
   改善灌注质量被认为对脑库特别有用，这些脑库旨在保存具有足够超微结构完整性的组织，以允许突触连接的追踪，这是连接组研究所需的。这是因为从动物模型和人类大脑的研究中得知，灌注是在整个大脑超微结构水平实现均匀组织制备的有用方法。在灌注固定中，通常需要大体积的固定剂以实现高保存质量，这需要良好的可灌注性。根据保存方法和后续成像方法的耐受性，即使是相对较小的灌注失败区域也可能使标本的某些部分不适合使用当前的电子显微镜或扩展显微镜方法进行连接组重建。
   本综述旨在评估跨多个领域用于克服灌注障碍的各种方法。虽然不可能确定所有已提出的方法，但研究人员旨在尽可能多地识别完善的方法。研究人员评估了它们在原始背景下的有效性证据，并考虑了理解这些干预措施如何发挥作用的机制框架。特别关注它们是否可能在旨在通过灌注保存连接组信息的脑库工作流程中有用。然而，研究人员希望本综述对致力于改善脑制备中灌注结果的研究人员有用。
2. 2.
   综述方法
   这是一项叙述性综述，综合了关于跨多个领域灌注障碍干预措施的文献。研究人员检索了截至2026年6月的可用文献，使用Google、PubMed和Google Scholar，无下限日期，使用与脑无复流、缺血灌注障碍、死后灌注、机械灌注、灌注固定以及下文讨论的干预类别相关的术语组合。研究人员通过审查关键文章（如[10]）的参考文献和引用研究来补充这些检索。如果研究描述了改善或恢复离体组织或器官灌注的方法、提供了关于灌注障碍的机制信息或报告了与缺血灌注质量相关的结果，则纳入。如果研究未提供与灌注障碍的机制、评估或缓解相关的信息，则排除。手稿的选取是迭代的，优先考虑直接涉及缺血脑的研究，同时也包括来自其他器官和领域的证据，只要其与脑灌注在机制上相关。由于这是叙述性而非系统性综述，检索和研究选择过程是迭代的，并非旨在详尽无遗。研究人员按干预类别组织文献。对于每个类别，尝试建立该类别如何解决灌注障碍的机制框架，特别关注脑组织应用。
3. 3.
   灌注障碍的机制
   灌注障碍由几种相互作用的机制引起，这些机制在循环停止后数分钟内开始，并随着缺血时间的延长而逐步恶化。研究人员简要讨论了通过现有文献回顾发现的最重要的四类机制。

3.1. 血管内阻塞

在缺血脑的大体检查中，最常观察到两种血管内阻塞：临终血栓和死后凝块（也称为cruor）。临终血栓在大体检查中常呈黄色，因此也称为“鸡脂样凝块”。它们更粘附于血管壁，仅发生在缓慢死亡（即“临终”）的病例中。显微镜下，临终血栓由松散的血小板和纤维蛋白网络组成，伴有一些更致密的纤维蛋白聚集体。

死后凝块则呈深红色或黑色，更脆弱，且不粘附于血管壁。无论死亡方式如何，在尸检中普遍存在。机制上，死后凝块通过循环停止后的被动红细胞聚集（缗钱状形成）和重力沉降形成。缗钱状形成被认为是被动的、可逆的，由纤维蛋白原和其他血浆蛋白介导，而非主动凝血。显微镜下，死后凝块主要由红细胞和一些散在的白细胞组成，尽管大多数凝块中也存在纤维蛋白条索和团块。

临终血栓和死后凝块可共存于同一血管中，它们之间的界限可能并不总是清晰，特别是在仅大体检查时。

长期报道的发现是，突然死亡（例如创伤）后血液往往更呈液态（即凝块较少）。几个世纪后，其机制仍不清楚。一个明显的促成因素是突然死亡中预期不会有临终血栓，但这可能不是全部原因。

在局灶性脑缺血文献中，白细胞（或较少见的血小板）被可视化地明确阻塞毛细血管大小的血管，这似乎是再通后无复流现象的重要贡献者。同样，在心脏中，局灶性心肌缺血前白细胞耗竭已被证明可显著减少再灌注期间的毛细血管阻塞并降低血管阻力。然而，这种机制在全脑缺血后的脑中远未明确。例如，一项研究发现，在30分钟全脑缺血前环磷酰胺诱导的白细胞减少并不能减少沙鼠脑在血液再灌注期间无复流的严重程度。显微镜下，在全脑前脑缺血后也未经常发现白细胞阻塞血管。因此，白细胞阻塞对脑库中灌注障碍的影响不确定，据研究人员所知，尚未明确证明其在全脑缺血后起主要作用。如果它被证明是一个重要因素，则表明白细胞减少的脑捐赠者中灌注障碍可能较低。

另一类潜在的血管内阻塞是毛细血管微血栓——即在临终或早期缺血期间在毛细血管内形成的小血栓。先验地，有理由预期循环停止后毛细血管内会形成微血栓，因为血液淤滞创造了有利于凝血的条件。然而，检查心脏骤停后脑血管系统的显微镜研究并未发现显著的血栓（尽管证据无论哪种方向都不广泛）。尽管如此，在一些研究中发现，死前或骤停前肝素和纤维蛋白溶解剂可改善灌注障碍。这表明要么（a）毛细血管微血栓确实存在并有意义地影响灌注液流动，但足够稀疏，在切片组织的显微镜检查中被遗漏；要么（b）这些药理学药物的益处可能并非来自预防毛细血管微血栓本身，而是来自使临终血栓或最近形成的死后凝块不那么广泛或稳定。

3.2. 血管周围细胞水肿

血管周围细胞水肿在缺血后数分钟内发生。ATP依赖性离子泵的衰竭导致细胞外水（以血浆形式在脉管系统内特别丰富）流入附近细胞。这导致内皮细胞和血管周围星形胶质细胞肿胀。这种肿胀既从外部压迫毛细血管管腔，又导致内皮细胞突起突入管腔，两者都阻碍灌注液的流动。

3.3. 壁细胞收缩

缺血中的壁细胞收缩也缩窄微血管。特别是，血管平滑肌细胞、毛细血管前括约肌细胞和毛细血管周细胞对缺血期间释放的分子信号作出收缩反应。例如，在一项小鼠研究中，心脏骤停导致毛细血管前括约肌的平均直径在数分钟内从约5 μm迅速下降至4 μm，随后在接下来的25分钟内逐渐进一步收缩至约1.5 μm，急剧增加了对血流的估计阻力。壁细胞收缩最初是可逆的，但随着ATP耗竭锁定肌动蛋白-肌球蛋白交联，被认为变得不可逆，类似于尸僵状态。

3.4. 血管壁 breakdown

最后，血管壁 breakdown 损害了脉管系统容纳灌注液的能力。正常情况下，血脑屏障（BBB）严格限制液体和溶质从血管腔进入脑实质。然而，循环停止后，BBB通过内皮细胞损伤和其他机制逐步降解。随着血管壁变得越来越通透，进入脉管系统的灌注液渗漏到周围组织，而不是向下游流动以灌注其他区域。这种血管外渗出产生血管源性水肿，进一步压迫微血管并恶化灌注障碍。血管壁 breakdown 可以说是高度缺血脑灌注的最终限制因素，因为超过一定程度的降解，尝试机械灌注只是将液体驱入实质，而不是通过脉管系统分布。在充分降解后，通过身体分布液体所需的灌注压力也可能变得过高。与此一致，在防腐处理中，当在长缺血时间后进行灌注时，经常发现水肿，这归因于毛细血管通透性增加。

3.5. 总结

缺血后的灌注障碍由血管内阻塞、血管周围细胞水肿、壁细胞收缩和血管壁 breakdown 驱动。这些机制可能在血管树的不同水平上起作用。大血管中的阻塞可能阻止灌注液到达整个下游区域，而毛细血管水平的压迫和血管壁 breakdown 则预期在确实接受一些血流的区域引起更弥漫的障碍。关于这些机制相对贡献存在相当大的不确定性，它们可能相互作用并随缺血持续时间、温度和其他实验条件而变化。其他可能导致灌注障碍但特征较少的因素包括红细胞变形能力降低以及如果身体冷却则红细胞冷凝集。总的来说，这些机制意味着即使在循环停止和开始灌注之间的适度延迟也会严重损害向脑组织的液体输送，这促使了下文综述的干预措施。

1. 4.
   抗凝剂
   抗凝剂通过干扰凝血过程来防止凝块形成。它们包括肝素、直接口服抗凝剂（DOACs，如apixaban）以及钙螯合剂，包括EDTA和柠檬酸盐，它们螯合凝血多个步骤所需的钙离子。历史上，肝素是灌注脑库方案中最常用的抗凝剂。
   抗凝剂的一个明显限制是它们只能预防新凝块形成，而不能溶解已经形成的凝块。在典型的脑库工作流程中开始灌注时，预期凝块形成已经大幅进展。
   即使不考虑时机问题，一个关键问题是抗凝剂在多大程度上可以解决缺血期间实际形成的血管内阻塞类型。一些纤维蛋白形成可以（并且似乎）在缺血中发生，因为凝血级联的蛋白水解反应可以独立于完整的细胞代谢进行。然而，缺血凝血大幅减少，因为强大的凝血酶生成需要在活化的血小板表面组装凝血复合物，而尸体血液中的血小板在死亡后通常不活化，即使在早期缺血中也是如此。如前所述，死后凝块主要由聚集的红细胞组成，这主要由于缗钱状形成，仅有相对较少的纤维蛋白含量。缗钱状形成是一个依赖于血浆蛋白（尤其是纤维蛋白原）与红细胞表面相互作用的物理过程。它不是酶促凝血过程，不会被抗凝剂抑制，尽管值得注意的是，它也应该可以通过机械流逆转。
   如果在死亡时或之前抗凝剂已经存在于循环中，它们可能更有用，在那里它们可以抑制（a）死亡过程中临终血栓或毛细血管微血栓的形成，以及（b）在血小板和凝血因子仍有功能时发生的任何早期缺血凝血。与此一致，一些先前的文献发现，在心脏骤停前使用肝素可以部分改善脑中的灌注障碍。在器官移植中，死亡后循环捐赠（DCD）前使用抗凝剂是常见做法。然而，即使是这种完善的临床实践实际上能改善移植结果的证据也令人惊讶地模棱两可。
   综合来看，证据表明，当在缺血脑灌注期间添加到灌注液中时，抗凝剂不太可能非常有效，但当它们在心脏骤停之前或之时存在于循环中时，可能会提供适度的益处。在脑库中，相当一部分捐赠者可能已经在接受抗凝剂治疗其他临床适应症。据研究人员所知，这种死前抗凝剂使用是否与脑库中灌注质量改善相关尚未得到系统研究，这将是未来研究的一个有用课题。
2. 5.
   纤维蛋白溶解剂
   纤维蛋白溶解剂如组织型纤溶酶原激活剂（tPA）、尿激酶和链激酶通过促进纤溶酶生成来溶解血凝块，纤溶酶降解纤维蛋白。由于血管阻塞被认为是灌注障碍的主要贡献者，纤维蛋白溶解剂是合乎逻辑的候选干预措施。然而，如前所述，死后凝块与死前血栓不同，它们主要由聚集的红细胞组成，纤维蛋白含量相对较少，这使得纤维蛋白溶解剂不太可能有益。
   一项猫的研究发现，在心脏骤停15分钟后CPR期间给予tPA和肝素，在30分钟常温再灌注后，将切片前脑区域的脑无复流从28%减少到7%。然而，有两个因素可能限制这些结果向脑库的转化。首先，动物有30分钟的自发再循环，伴有主动心输出量，以将这些纤维蛋白溶解剂分布到整个微血管并允许它们发挥作用。虽然在脑库中延长灌注时间是可能的，但这意味着在接受延迟保存的区域将有延长的自溶期。其次，用血液再灌注活组织通过内皮活化和血小板募集触发继发性凝血，tPA和肝素可以抵消这一过程。这种机制在缺血脑用无细胞溶液灌注期间不会存在。值得注意的是，tPA在低温下活性大幅降低，如果脑已经冷却或使用冷灌注液，这也可能是一个因素。
   在器官移植中，先前的研究表明使用纤维蛋白溶解剂有助于改善微血管通畅。然而，据研究人员所知，溶栓剂尚未纳入标准机械灌注方案，而是一种研究性方法。
   与抗凝剂一样，纤维蛋白溶解剂在脑库中最相关的情况可能是它们已经因独立的临床原因在死前使用。或者，它们也可能作为延长温灌注方案的一部分有用，其中代谢恢复是目标，例如在BrainEx方案中。在这种情况下，纤溶所需的延长灌注时间是可接受的，因为灌注液旨在维持代谢和细胞活力。如果使用纤维蛋白溶解剂，它们如果包含在初始灌注液中以尽早接触血管内阻塞将最有用，因为它们的效用取决于有足够的时间进行酶促作用。然而，在专注于更立即连接组保存的脑库工作流程中，在明确保存之前的灌注时间窗口有限，这意味着使用纤维蛋白溶解剂的预期益处较少。
3. 6.
   血管扩张剂
   几种血管扩张剂先前已用于脑库方案。例如，一种方案在冲洗溶液中包含了亚硝酸钠。另一个例子，尼莫地平被用作BrainEx方案的一部分，该方案在猪脑停止血流10分钟后快速冲洗，然后在4小时缺血后灌注。在该研究中，作者报告尼莫地平导致脑动脉血流速度增加，证实至少一些壁细胞在这些条件下保留了扩张反应。
   血管扩张剂如亚硝酸钠在给予具有完整血管功能的活体动物时，显然可以有益于提供血管舒张和增强血液清除。一项研究发现，三种血管扩张剂（其中一种是罂粟碱）在兔接受15分钟全脑缺血后并未显著改善脑灌注质量。
   在脑库中使用血管扩张剂的一个关键问题是它们需要活跃的生物分子信号通路。例如，在BrainEx研究中，恢复细胞代谢需要复杂的、含氧的、基于血红蛋白的灌注液以及连续血液滤过。这种对活跃代谢的依赖在明确保存之前为灌注方案增加了大量复杂性和时间。这在第18节进一步讨论。或者，有可能鉴定出通过被动机制（如钙通道阻滞）在不需要代谢恢复的情况下快速改善缺血组织灌注质量的血管扩张剂。然而，目前尚不清楚用这种方法进行血管扩张在多大程度上可能，这需要进一步研究。
4. 7.
   冲洗液
   冲洗是通过脉管系统灌注溶液，然后引入目标剂（例如固定剂或冷冻保护剂）。其基本原理是，在引入保存溶液之前冲洗血管中的血液和相关的凝块，可以实现该溶液更均匀的分布。
   在防腐处理中，此步骤称为“预注射”。预注射液通常含有化学抗凝剂（如EDTA）、表面活性剂和其他旨在溶解凝块、促进毛细血管流并为动脉液分布准备血管系统的药剂。例如，一项研究描述了一种方案，其中在引入防腐液之前，高压灌注商业凝块分散溶液10至20分钟，同时进行静脉引流和四肢按摩以冲出血凝块。一个来源指出，预注射液在历史上更有必要，因为较旧的动脉防腐配方过于苛刻，不允许在固定本身期间进行血液清除，并且现代动脉液配方已改进到不需要专用预注射的程度。然而，20世纪初的一个历史来源指出，在防腐处理中，在含固定液的溶液灌注之前去除血液在当时并不常见，并且被认为是不必要的。
   在啮齿动物灌注固定中，在灌注固定剂之前的盐水或PBS冲洗步骤非常常见，并且是大多数标准方案的一部分。例如，在一种用于成年小鼠的方案中，通常灌注约20 mL盐水，直到流出液变清，此时引入固定液。然而，其他来源指出，对于实现高质量固定，不需要专门的血液冲洗。当使用冲洗溶液时，应仔细选择其成分，因为这会影响所得保存脑的不同特性，例如细胞外空间。
   在人类脑库中，冲洗常见但不普遍。一篇文献综述中略多于一半的研究报告在灌注固定之前使用冲洗溶液，其中盐水或PBS是最常用的冲洗溶液。一些研究者选择省略冲洗步骤。其他人仅在缺血时间超过12小时的情况下使用冲洗，报告的目的是防止血凝块在原位固定。
   在血管腐蚀铸型中，一些研究者在不进行任何冲洗步骤的情况下实现了良好的微血管填充。在两项研究中，在死亡后12小时内获得的人脑在多个大脑前、中、后动脉分支处离体插管，并手动注射未稀释的Mercox树脂，没有任何先前冲洗血管的步骤。所得铸型显示详细的毛细血管水平填充，表明树脂能够机械地置换残留血液并穿过毛细血管床。
   总的来说，现有证据表明，在脑库中使用灌注固定时，专用冲洗步骤的净效果尚未明确，在某些情况下甚至可能是负面的。固定剂灌注本身显然可以从脉管系统中置换血液，因为固定不会瞬间发生。具体而言，在固定剂灌注的最初几秒内灌注液施加的静水压力远快于需要数分钟的缓慢化学交联过程。因此，没有强有力的先验理由预期灌注液中固定剂的存在会阻止其机械地清除血液。人脑中有如此多的血液，将其冲洗出来也可能需要很长时间（一项研究中为20分钟，尽管这取决于流速），因此这不是一个微不足道的问题。冲洗步骤也具有显著的实际风险，因为灌注冲洗液可能导致或加重组织水肿，特别是在长缺血时间的病例中，因为到开始灌注时血管壁可能已经显著受损。如果在冲洗阶段发生水肿，那么当引入保存液时，脑的状态可能比如果立即开始用保存液灌注更差。在某些情况下使用冲洗溶液可能有用，而在其他情况下则不然。更多关于立即灌注固定与冲洗后灌注固定的实验比较将提供高度的信息。
5. 8.
   表面活性剂
   表面活性剂，在防腐文献中也称为“润湿剂”，是两亲性分子，可降低液体的表面张力。这使得液体更容易在表面扩散并渗透到更小的空间。表面活性剂的使用被称为自甲醛引入以来防腐处理的主要发展之一。它们被认为通过减少流体-组织界面的流动阻力来促进毛细血管分布。防腐配方中使用的表面活性剂包括聚乙二醇和十二烷基硫酸钠。到1945年，防腐中的预注射液（也称为“毛细血管冲洗”液）据报道有时含有表面活性剂。
   表面活性剂被认为减少灌注障碍的主要方式有两种。首先，通过降低灌注液的表面张力，它们被认为可以改善通过部分阻塞或狭窄的毛细血管的流动。然而，据研究人员所知，这些表面活性剂确实在缺血条件下改善毛细血管水平灌注的科学证据有限，大多数有效性声称来自防腐行业文献中的经验报告，而非对照研究。其次，通过减少红细胞表面之间的疏水相互作用并破坏凝块内的内聚力，表面活性剂可以帮助溶解和松动凝块。例如，一项研究将先前防腐的人头用含有1.0%洗涤剂（一种表面活性剂）与蛋白水解酶组合的溶液灌注，以溶解血管中的防腐血凝块。他们发现，当他们随后注射放射不透明介质时，颈动脉的许多动脉分支是通畅的，包括供应脑的细小血管。一种较温和的表面活性剂，泊洛沙姆188，已在临床上使用，已被证明可减少红细胞聚集、降低血液粘度并改善微血管血流。
   表面活性剂也可用于故意打开BBB，这与需要通过灌注将相对较大分子递送到实质的脑库工作流程相关。SDS（十二烷基硫酸钠，也称为十二烷基硫酸钠）是一种带负电的表面活性剂，已被证明可在大鼠中产生剂量依赖性的BBB通透性增加。这一特性被用于醛稳定化冷冻保存的开发，这是一种脑库方法，其中脑用含有SDS的戊二醛溶液灌注固定，以同时固定组织和打开BBB，然后灌注冷冻保护剂乙二醇。没有BBB开放，冷冻保护剂的灌注会导致脱水，因为水穿过BBB离开脑的速度快于冷冻保护剂进入的速度。SDS介导的BBB开放允许冷冻保护剂穿过BBB，从而防止这种渗透不平衡。这种用例特定于冷冻保护剂递送而非固定剂递送，因为小分子醛类固定剂（如甲醛和戊二醛）本身容易穿过BBB，因此不需要BBB破坏即可实现有效的组织渗透。
   值得注意的是，在脑库中使用表面活性剂需要仔细剂量，并考虑其潜在损害细胞超微结构的可能性。离子型洗涤剂如SDS可以通过插入和破坏脂质双层来溶解细胞膜。事实上，离子型洗涤剂如SDS已用于组织脱细胞以剥离所有细胞物质，从而帮助创建器官支架。在醛稳定化冷冻保存方案中，发现SDS的使用仍与连接组保存兼容。这可能部分是因为SDS是与戊二醛固定剂同时递送的，这将有助于稳定细胞结构以抵抗任何缓慢发作的SDS介导的破坏。在表面活性剂在固定之前或没有预先固定下灌注的方案中，超微结构损伤的风险可能更大，可能受益于进一步的研究和剂量优化。
6. 9.
   渗透剂和胶体
   渗透剂和胶体通过在不同的生物屏障产生渗透压梯度来解决灌注障碍。它们之间的区别基于反射系数（σ），它量化给定膜对给定溶质的不可渗透性。反射系数取决于溶质分子半径与膜有效孔径的比率。由于细胞膜和血管壁具有不同的有效孔径，相同的溶质可以在一个屏障产生渗透压，但在另一个屏障不产生。渗透剂（在器官保存文献中也称为impermeants）是不能穿过细胞膜（σ ≈ 1）但能穿过血管壁（σ ≈ 0）的小分子，允许它们进入间隙空间并从肿胀的细胞中抽出水分。胶体（也称为oncotic agents）是不能穿过血管壁的大分子，因此产生胶体渗透压，使液体保留在血管内，并抵抗血管外渗出。
   在脑中，BBB限制甚至相对较小的亲水分子经内皮旁细胞扩散。例如，甘露醇（182 Da）在大多数器官中主要被认为是渗透剂，但被认为基本上被完整的BBB排除，根据分子大小插值估计σ约为0.9。然而，即使甘露醇基本上被排除在实质之外，其血管内高渗性仍可通过使内皮细胞脱水来减少脑体积，这反过来通过一系列渗透压梯度从实质空间抽出水分。这是临床医学中利用的一种机制，其中甘露醇可用于在神经外科期间降低颅内压。蔗糖在其他器官中也被认为是渗透剂，但在脑中不是，在那里它实际上被用作BBB通透性的标志物，因为它极少穿透完整的BBB。
   一个关键的并发症是BBB在血流停止后不会保持完整。相反，已知BBB在缺血期间逐步降解。在全脑缺血期间BBB分解的速度尚未明确，可能因物种、温度和其他因素而异。这意味着给定的化学药剂如果在最短缺血时间后给药可能表现为胶体，但在较长缺血时间后BBB更降解时给药则可能表现为渗透剂。例如，一项研究发现，在10分钟全脑缺血后，BBB对甘露醇的通透性大幅增加。BBB也有区域差异，例如在室周器官不存在。
   进一步的并发症是渗透剂也可用于打开BBB。一个例子是甘露醇本身，因为高渗甘露醇可通过渗透性收缩内皮细胞和扩大紧密连接来打开BBB。与脑库特别相关的是，一项研究表明，在醛固定剂溶液中添加4% (w/v) 甘露醇，并在之前用15% (w/v) 高渗甘露醇推注打开BBB，可保存整个脑中约20%的细胞外空间。与导致细胞外空间几乎完全塌陷的标准固定相比，该研究中甘露醇用于帮助追踪连接组学的连接。
   在器官移植中，胶体是保存溶液的标准成分。随着缺血时间增加，它们可能越来越重要，因为BBB进一步降解，增加了血管源性水肿的风险。一些研究发现，添加胶体有助于缺血脑的灌注。例如，一项研究发现，在大鼠心脏骤停模型中CPR期间输注PEG-20 kDa可改善脑微循环血流，作者部分归因于微血管减压。在啮齿动物灌注固定中，向灌注的固定剂溶液中添加大分子如聚乙烯吡咯烷酮（PVP）已被证明可抵消血管内静水压力并减少液体向组织的净流出。其他用作胶体的化学物质有羟乙基淀粉（HES）和右旋糖酐40。
   对于胶体，一个重要参数是胶体渗透压（COP），就灌注而言，它通常指胶体跨血管壁产生的压力，以保留液体在血管内并抵抗向间质的静水过滤。尽管典型胶体溶液的渗透压从细胞体积调节的角度来看可以忽略不计，但它跨血管壁产生的COP仍然很大。例如，血液血浆的生理COP约为25 mmHg，主要由白蛋白产生，是毛细血管中对抗静水过滤压力的主要反作用力。在器官保存溶液中，COP根据所用胶体的类型和浓度而变化。例如，威斯康星大学（UW）器官保存溶液含有50 g/L HES，在5 °C时COP约为32 mmHg。另一方面，组氨酸-色氨酸-酮戊二酸（HTK）溶液缺乏胶体，COP仅约1.5 mmHg。尽管两种溶液的渗透压相似，HTK为310 mOsm/kg H₂O，UW为324 mOsm/kg H₂O。对于长期灌注，在灌注液中含有产生COP的物质被认为是预防血管源性水肿的重要条件。
   胶体的选择也会影响灌注液的粘度，这是机械灌注期间（无论是否缺血后）的另一个关键考虑因素。例如，在UW溶液中，高HES浓度（50 g/L）导致在5 °C时粘度约为5 cP，大约是HTK的三倍。PEG-35 kDa在等效浓度下也比HES具有更高的粘度。已发现PEG-35 kDa在等效浓度下产生比HES更高的COP。较高的粘度会增加灌注期间的血管阻力，这意味着在给定灌注压力下流量降低。不同类型胶体可能产生的COP增加和流动阻力增加之间的权衡是必须仔细考虑胶体类型和浓度的原因之一。
   值得注意的是，胶体产生的COP取决于它被作用膜保留的有效性。在该研究中，COP使用截止分子量为20,000道尔顿的半透膜胶体渗透压计测量。这意味着给定胶体的COP可能会根据缺血期间BBB的降解程度而改变。高分子量胶体，如高分子量HES（450-480 kDa）和右旋糖酐500，可能对BBB降解时有效COP的丧失特别稳健。
   灌注液所需的COP也与所使用的灌注压力相关。根据Starling方程，灌注液的COP必须平衡净静水过滤压力，以防止过度的液体血管外渗出。在较低的灌注压力下，所需的COP相应较低。例如，对于灌注压力为生理压力25%的人工灌注方案，一项研究使用Starling方程计算维持接近零净过滤压力的目标COP约为15 mmHg。这与脑库相关的一个原因是，如果使用较高的灌注压力来帮助克服缺血脑中的灌注障碍，则需要相应较高的COP，以防止增加的静水压力将过多的液体血管外渗出到实质中。
   渗透剂和胶体在解决灌注障碍方面可能是互补的。渗透剂可通过缩小肿胀的血管周围细胞来帮助解决毛细血管压迫，而胶体抵消静水过滤，从而允许较高的灌注压力，同时降低引起血管源性水肿的风险。一项研究发现，在猫心脏骤停15分钟后CPR期间，静脉注射小容量7.5% NaCl和6% HES可显著减少脑无复流。
   在实践中，渗透剂和胶体的效果可能很大程度上取决于缺血的持续时间和血管屏障破坏的程度。因此，如果使用（如果有的话）的剂及其浓度根据个体脑的状况进行调整，而不是作为固定配方应用，可能会实现最高的疗效。
7. 10.
   灌注压力
   较高的灌注压力可以解决几乎所有主要的灌注障碍机制（血管壁 breakdown 除外，如下所述）。与此一致，一个来源认为增加灌注压力是无复流最重要的单一干预措施。支持这一观点的是，一项研究发现，在长达30分钟的缺血后，提高灌注压力始终改善兔的无复流。此外，一项复苏研究发现，在猪30分钟常温全脑缺血后，在颈动脉压高于50 mmHg下控制再灌注实现了完全的神经功能恢复。另一方面，在相同灌注液以较低压力下输送导致深部和水岭区域梗死，提示灌注液分布不足。
   值得注意的是，在灌注固定中，流速通常由蠕动泵控制，而压力是观察到的因变量。因此在给定流速下观察到的灌注压力是血管阻力（R = P/Q）的量度。
   在无缺血的啮齿动物灌注固定中，基于重力的系统通常使用约50至75 mmHg的灌注压力。然而，其他研究者使用较高的灌注压力并报告实现了高质量的组织学结果。一项大鼠灌注固定研究推荐灌注压力在或高于典型收缩压（~147 mmHg）以确保快速固定剂输送，尽管他们在电子显微镜评估中没有发现~81和~147 mmHg使用之间的超微结构显著差异。在该研究中，较高的灌注压力也导致更大的实质体积和相关的脑室狭窄，与更多的液体通过毛细血管壁输送到实质一致。另一个来源使用30 kPa（225 mmHg）的压力进行啮齿动物灌注固定，以实现高质量的结构保存。
   一项研究比较了小鼠在灌注前无缺血情况下50至300 mmHg的灌注压力。他们发现50 mmHg的较低压力明显较差，导致更多的暗神经元、血管周围稀疏和保留的血管内物质。在100 mmHg及以上的压力下，实质保存大致相似。然而，他们报告300 mmHg的灌注压力导致显著的BBB破坏和血管扩张。他们的高灌注压力可导致BBB破坏的发现得到了先前文献的证实。这也可能与渗透剂和胶体的作用相互作用。值得注意的是，在这些啮齿动物灌注固定研究中，即使实际上没有缺血时间，仍可能存在类似程度的灌注障碍。
   防腐和解剖制备中使用的灌注压力通常远高于神经科学研究中使用的压力，这可能与程序的不同目标以及典型的缺血时间有关。一本防腐教科书将中等灌注率描述为对应于约2-10 PSI（103-517 mmHg）的压力。一个来源使用甚至更高的30 PSI（1551 mmHg）来灌注凝块分散溶液。另一个来源使用10-20 PSI（517-1034 mmHg）的压力来分布用于解剖保存的防腐液。
   另一方面，一些解剖保存方案使用“较温和”的方法。在一个方案中，防腐液通过重力通过固定在6英尺（134 mmHg）的广口瓶输送，或通过设置为2 PSI（103 mmHg）的防腐机以最慢的输注速率初始输送，使用28-38 L灌注身体组织。一个历史来源描述了一种用于医学院解剖的防腐方案，使用重力驱动的静水压力，灌溉支架升高到身体上方18-24英寸（约34-45 mmHg），身体保持该位置约24小时。
   尽管较高的灌注压力可以帮助克服由于凝块、水肿和壁细胞收缩引起的灌注障碍，但它不是万能药。较高的压力增加了血管源性水肿和血管破裂的风险。一个来源指出，最好以低压力注射液体以避免血管破裂的风险，当血管破裂发生时，可以根据流量突然增加和/或压力突然降低来检测。这种权衡的严重程度预计会随着缺血时间的增加而恶化，因为即使促进灌注障碍的其他方面恶化，血管壁的完整性也会逐步降解。
   值得注意的是，最佳灌注压力不是固定值，而是取决于被灌注特定标本的血管阻力。血管阻力会根据潜在血管解剖、先前血管病理程度、临终状态持续时间和缺血时间等因素而有很大差异。因此，相同的灌注压力在不同的脑中会产生非常不同的流速，反之亦然。与此一致，研究人员先前发现，在捐赠的人脑中实现相同的流速需要较长的缺血时间较高的灌注压力，这可能是由于随着缺血时间积累而增加的血管阻力。对于灌注质量重要的是在给定流速下观察到的压力，即流速-压力关系，而不是单独任一变量。这意味着，如果血管阻力高，则仅针对特定压力而不考虑流量可能导致灌注不足；如果血管阻力低，则可能导致过度血管外渗出。然而，这种总体测量也可能掩盖血管树中空间异质性的血管阻力。导致灌注障碍的机制在局部和血管树中异质性地起作用。这意味着即使总体流量和压力似乎足够，也存在通过较低阻力区域优先流动以及向具有较高局部血管阻力的区域输送固定剂不足的可能性。
   使用脉动流（可能在体外循环手术中提供益处）也可能是改善灌注质量而不增加平均灌注压力的一种方法。脉动流产生的间歇压力峰值将在流体-血管壁界面产生更大的剪切力，这是已知能够分散基于缗钱状凝块的因素之一。同时，与等效的恒定压力相比，它可能导致通过降解的血管壁的持续血管外渗出较少，从而导致较少的血管源性水肿。值得注意的是，脉动灌注是OrganEx系统的几个特征之一，该系统在猪一小时温缺血后实现了改善的器官灌注。它也是一种脑复苏方法的组成部分，该方法在猪30分钟全脑缺血后导致一致的神经功能恢复，而非脉动输送在相同流速下产生可变结果。脉动灌注是一种有前途的策略，应在匹配的平均压力和流速下与连续流进行实验比较，使用区域灌注质量和超微结构保存作为结果测量。
   在高压力灌注的另一端，一种替代策略是延长但低压力的灌注。即使毛细血管灌注没有完全恢复，醛类固定剂是小分子，可以从部分灌注的血管扩散到周围的实质中。结合高分子量胶体，这种方法原则上可以允许逐渐向灌注不良区域递送固定剂，同时最小化血管源性水肿的风险。然而，这种低压力不太可能置换血管内凝块或克服显著的机械阻塞，这意味着大脑的某些区域可能仍然不能很好地灌注。低灌注压力方法的有效性尚未得到实验评估，但它值得评估，特别是在长时期缺血已经损害血管壁完整性以至于较高灌注压力预期会导致严重血管源性水肿的情况下。
   在实践中，最好地平衡改善分布和避免血管外渗出或结构扭曲目标的最佳灌注压力几乎肯定会因脑标本而异。此外，理想情况下，灌注压力应与流速和区域灌注质量一起评估，而不是作为孤立的措施。
8. 11.
   低温
   低温显然是最强大的已知改善灌注障碍积累的方法之一，尽管关系复杂。一方面，低温减缓驱动上述几种机制的代谢过程，从而减缓灌注障碍的发展。低温也减缓自溶，从而改善组织的超微结构保存。另一方面，冷温度也可能在灌注期间促进水肿。净效应可能取决于冷却的深度、相对于缺血开始的时间以及使用的灌注方法。
   几条证据表明低温可以改善灌注障碍，特别是当它在缺血前开始时，如在深低温循环停止中常规使用。例如，一项研究发现，在心脏骤停之前和期间冷却到28 °C消除了长时间无血流间隔对后续CPR期间脑血流的有害影响。在常温中，将无血流持续时间从1.5分钟延长到6分钟将CPR期间的脑血流从约18.6 mL/100 g每分钟减少到6.1 mL/100 g每分钟，而在28 °C时，尽管无血流持续时间相同增加，CPR期间的血流基本维持。保护作用似乎特别作用于再流，因为作者指出，这种程度的低温否则会增加脑血管阻力并降低基线血流。作者提出一个潜在机制是低温可以减少导致毛细血管压迫的缺血驱动的细胞肿胀。
   轻度低温似乎也独立于其对组织坏死的作用而对微血管系统起作用。在兔心肌梗死模型中，将心脏局部冷却至约32 °C在再灌注前5分钟开始减少了43%的无复流空间范围，在再灌注后5分钟开始减少了38%，尽管梗死面积没有显著减少。值得注意的是，即使冷却延迟到再灌注后30分钟，它仍然减少了30%的无复流空间范围。作者将这解释为微血管损伤主要由于再灌注损伤，并且微血管对冷却的保护作用特别敏感的证据。在细胞灌注期间，类似的益处是否会在脑中出现尚不清楚，因为不存在典型的再灌注损伤。
   冷温度对灌注质量也有潜在风险。在器官保存和重症监护文献中，已发现组织暴露于冷会增加血管通透性和促进水肿。特别是在脑中，在深低温（1 °C至4 °C）下灌注已被发现导致水肿的逐步发展。冷保存文献也表明，在冷温度下灌注某些灌注液（如盐水）可能对细胞直接有害。例如，一项研究发现，在再灌注之前用冰盐冲洗暴露于30分钟缺血的大鼠肾脏，比相同持续时间的缺血后直接在体温下再灌注导致更严重的肾小管坏死。作者提出，冷暴露导致膜脂质双层的结构变化，而缺氧驱动Na⁺/K⁺泵功能障碍，两者共同导致细胞骨架破坏和细胞水肿。
   对脑库的实际意义是，尽管低温对灌注障碍非常具有保护性，但如果脑在冷温度下灌注，则水肿可能是一个特别的问题。这可能缩小克服灌注障碍所需的灌注压力与导致过度血管外渗出的压力之间的窗口。管理这种权衡的一种方法是针对较低灌注压力在较冷温度下。
9. 12.
   亲脂性灌注液
   在死后血管造影中，亲脂性灌注液已被用于处理长时间缺血后发生的血管壁 breakdown。在这种两步法中，首先用油性液体（如柴油或石蜡油稀释20%癸烷）灌注血管系统，然后作为放射成像推注注射亲脂性造影剂。亲脂性溶液与水性间质液不混溶，因此尽管缺血血管壁的通透性增加，它们仍保持血管内。油性溶液也被报道有助于冲出血管内凝块，尽管这可能仅仅是由于液体流过血管。然而，油性灌注液阻塞小的微动脉，在50 μm或更小的血管直径处阻止后续的水性灌注。作者推测油性灌注液可能通过动静脉分流进入静脉系统，而不是穿过毛细血管网络。然而，生理性大脑动静脉分流的存在存在争议，现有证据表明它们在正常人类脑中稀疏。无论机制如何，结果是油性灌注后灌注的水性液体在油阻塞的微动脉处停止。这意味着，如果使用油性灌注液来帮助去除血管内阻塞，则需要用其他物质灌注以将其去除，以便允许后续的毛细血管灌注。
10. 13.
    逆行静脉灌注
    在逆行静脉灌注中，通过静脉系统插管而不是动脉系统输送液体。通过颈内静脉插管将彩色硅胶或乳胶填充入脑静脉系统在神经外科教育应用中很常见。在这些方案中，颈内静脉在中颈部插管，高于心脏外科文献中已确定为逆行脑灌注主要障碍的瓣膜。然而，在这些应用中，目标是填充静脉腔室本身，而不是通过毛细血管床将液体递送到实质。浅表脑静脉和硬脑膜窦高度吻合，这可能导致灌注液主要分布在这些大的、低阻力的静脉通道中，而不是进入较小的实质小静脉。逆行静脉灌注是否能实现有意义的毛细血管水平递送尚不确定，尽管如果目标是固定剂扩散而不是冲洗或氧气输送，则毛细血管水平递送可能不是必需的。理论上，低压力静脉灌注可用于用固定剂溶液填充静脉腔室，然后随着时间的推移扩散到周围的实质中，补充从动脉侧难以到达区域的动脉灌注。然而，据研究人员所知，这种方法尚未在灌注固定的背景下进行评估。
11. 14.
    去骨瓣减压术
    去骨瓣减压术通过缓解肿胀脑中发展的外部组织压力来解决灌注障碍。在恶性半球梗死中，去除大的骨瓣将颅腔从封闭腔室转换为顺应性腔室，降低颅内压并增加可用于保持血管开放的跨壁压。这解决了由宏观组织肿胀和相关的压力介导的血管塌陷引起的任何灌注障碍，但不能解决血管内阻塞。需要去骨瓣减压术的恶性半球梗死患者表现出皮质微循环的明显损伤，与对照组相比，许多微血管中的血流间歇性或缺失。减压前后进行的影像学研究发现去骨瓣减压术后脑血流动力学改善，包括测量区域中脑血流增加和半暗带组织中脑血容量增加。
    在脑库文献中，据研究人员所知，去骨瓣减压术尚未被评估为改善灌注的策略。显然，它仅在与脑尚未从颅骨中取出的情况相关，这是少数脑库工作流程。理论上，如果在原位进行闭颅灌注，去骨瓣减压术可能有帮助，特别是在严重半球肿胀的情况下。然而，缺乏这种益处的实验证据。此外，去骨瓣减压术可能在组织实际保存之前引入额外的程序步骤，因此任何潜在益处都需要与其风险相平衡。
12. 15.
    超声溶栓
    超声溶栓是指使用超声，通常与微泡结合，以增强凝块溶解。提出的机制包括声空化、微流、辐射力和纤维蛋白溶解剂的渗透改善。在急性缺血性卒中中，早期临床研究提示生物学效应，最初的CLOTBUST试验发现，当2 MHz经颅超声添加到静脉tPA时，早期完全再通率更高。然而，后来的试验喜忧参半。3期CLOTBUST-ER研究认为该方法可行且可能安全，但未证明功能结果的明显改善，而荟萃分析通常得出结论，超声溶栓改善再通，没有显著增加症状性颅内出血或死亡。
    在大鼠卒中模型中，微泡增强的超声溶栓恢复了受影响半球的微血管血管体积，而rt-PA单独没有，这支持了超声加微泡可能有助于在微血管水平逆转无复流的观点。对于脑库来说，这是一种概念上有吸引力的方法，但据研究人员所知，迄今为止未经测试。
13. 16.
    总结
    研究人员试图回顾可能用于脑库的相关的主要干预类别，以改善灌注障碍。例如，抗凝剂和纤维蛋白溶解剂在心脏骤停前给药时似乎部分有帮助，但在缺血开始后添加到灌注液中时未发现提供明确的益处。血管扩张剂显示出混合结果，并且似乎通常需要活跃的 cellular 代谢才能发挥作用，这限制了它们在缺血组织中的适用性，除非进行旨在维持细胞活力的延长灌注。渗透剂和胶体解决了灌注障碍的主要机制，并且已经在器官保存中建立了良好的使用，使它们成为灌注液的有希望的添加物，至少在合理剂量下。灌注压力优化似乎非常有益，尽管必须平衡其缺点风险，包括血管源性水肿和血管破裂，特别是在较长的缺血时间。低温是最强大的干预措施之一，但冷本身可能在灌注期间促进水肿。由于灌注障碍的机制是多方面的，这些方法的组合，针对特定标本和灌注系统量身定制，最可能产生最佳结果。
14. 17.
    本综述的局限性
    本综述有几个局限性。首先，这里回顾的证据高度异质。例如，所审查的研究可能在物种、缺血持续时间、温度、灌注液成分以及循环是用血液还是无细胞溶液恢复方面有所不同。它们还使用不同的结果来衡量灌注质量，例如血管填充、区域血流量测量、神经功能恢复、组织学上看到的红细胞清除或结构保存质量。改善其中一个结果的干预措施不一定改善其他结果。
    其次，在全脑缺血后人脑中干预效果的实验证据特别有限。许多可用证据来自动物模型、其他移植器官、复苏实验、死后血管造影或防腐实践。这些实验设置的目标可能与旨在保存组织超微结构的人脑库的目标大不相同。因此，在特定设置中改善血管流或器官功能的证据并不一定意味着它会改善脑库设置中保存剂的全脑递送。
    第三，研究之间缺乏标准化的实验模型和结果测量。缺血持续时间、灌注条件和评估灌注质量方法的差异使得直接比较干预措施变得困难。更多已知可转化到缺血人脑的标准化动物模型将是有帮助的。此外，需要更全面的整个脑灌注质量评估，因为来自有限数量区域测量可能无法检测空间异质性的灌注障碍。研究还应评估组织学和超微结构保存，因为改善的血管填充并不一定表明改善了与连接组学相关的细胞结构保存。
    第四，所回顾干预措施的实际适用性差异很大。一些干预措施可以轻松添加到脑库现有的快速灌注固定工作流程中，例如修改灌注压力或向灌注液中添加渗透剂、胶体或表面活性剂。另一方面，其他干预措施将需要更复杂的设备、数小时的延长灌注持续时间或恢复主动循环。因此，它们的可行性可能取决于协议复杂性、成本、技术专长、监管要求和伦理考虑等因素。
15. 18.
    未来方向
    一个关键的开放问题是较高灌注压力在多大程度上损害脑实质中的细胞结构。一项研究发现300 mmHg的灌注压力导致显著的血管扩张和BBB破坏（通过Evans蓝血管外渗出指示），而125至150 mmHg的压力维持血管完整性。另一方面，将灌注压力增加到约150 mmHg大幅减少了实质伪影，如暗神经元和血管周围空间，在300 mmHg时实质中没有观察到明显的额外益处或损伤。对于以连接组保存为目标的脑库，脉管系统结构不是主要的保存目标。然而，该研究使用了光学显微镜，并且尚不清楚高灌注压力是否会损害细胞超微结构，而这些损伤在该分辨率下无法检测到。此外，本综述中讨论的一些灌注方法使用的压力远远超过300 mmHg，这可能有助于克服灌注障碍，但也可能以尚未表征的方式恶化细胞保存。这种不确定性特别相关，因为在没有体内存在的自动调节机制的情况下，人工灌注不能确保血管树上的均匀压力分布，可能需要较高的压力才能到达所有脑区域。在灌注期间监测区域流的方法，而不是仅仅依赖总体流量和压力测量，将有助于表征这种异质性，并可能最终导致更自适应的灌注方案的开发。
    未来的研究甚至可能结合空间分辨的脑成像测量与连续流量-压力数据，以开发自适应灌注方案，其中压力、流量或灌注液成分根据个体标本的反应进行调整。随着更大的此类数据集变得可用，计算或机器学习方法可能有助于识别这些反应模式并优化协议调整。
    与立即开始血液冲洗和/或保存剂灌注互补的范式是尝试在保存剂溶液灌注之前恢复血液循环和代谢。这种范式在医疗生物停滞领域发展最为成熟，特别是在有目击的心脏骤停方案中，其目标是在过渡到冷冻保护剂灌注期间维持脑活力，但它对连接组学脑库也有潜在相关性。在这种方法中，循环停止后启动心肺支持以尝试恢复含氧血流，同时诱导低温以减缓代谢需求。同时，给予保护性药物，包括抗凝剂、pH缓冲剂、纤维蛋白溶解剂、血管扩张剂、神经保护剂和麻醉剂，以防止任何意识恢复。恢复循环的基本原理是使建立血液冲洗血管通路所需的时间比未缓解的温缺血损害更小，类似于在不可避免延迟除颤前提供CPR可改善目击心脏骤停的神经结果。其次，通过在冲洗前部分恢复细胞代谢和血流，这种方法可能使血管扩张剂和纤维蛋白溶解剂等药理学干预更有效。这是因为这些药剂通常需要活跃的酶或信号过程才能发挥作用。BrainEx和OrganEx系统已经证明，用细胞保护溶液进行靶向灌注可以在长达一小时的温缺血后恢复猪脑和全身的细胞和分子过程方面。一个关键的权衡是恢复代谢引入了再灌注损伤的风险（取决于缺血持续时间），并延长了明确保存之前的间隔，在此期间，正在进行的自溶过程可能损害尚未良好灌注区域的脑结构。据研究人员所知，这种方法在改善灌注质量和后续脑超微结构保存方面的功效尚未得到彻底评估，并且其潜在益处超过其风险的条件尚不确定。
    鉴于灌注障碍的严重程度随缺血时间增加，脑库中改善灌注质量最明显的策略之一是最小化循环停止和开始保存之间的间隔。快速尸检项目已在多个领域开发，特别是在肿瘤学中，其目标是获取新鲜肿瘤组织进行分子分析。在神经科学背景下，一个阿尔茨海默病研究中心报告进行了51例脑尸检，死后间隔小于一小时。其他用于脑组织获取快速尸检项目实现了平均死后间隔几小时或更短。这些项目的操作框架，包括预先同意、24/7待命人员以及与临床团队和家庭的密切协调，为如何组织连接组学脑库以最小化缺血时间提供了模型。然而，这种快速捐赠项目在后勤上复杂且资源密集，需要持续的制度承诺，这当然仅在某些环境中可用。
16. 19.
    结论
    灌注障碍是制备用于研究的缺血脑组织的核心未解决问题之一。在某些情况下，即使使用理想方法，其能完成程度也可能存在限制，但这些限制尚未明确。值得注意的是，本综述中讨论的大多数干预措施如果在人类脑库背景下使用将是实验性的，并且需要前瞻性验证才能常规使用。最小化缺血时间和优化灌注压力同时监测水肿目前具有最强的理论基础，而许多讨论的药物和机械干预主要得到间接证据的支持。实时灌注监测（如流量-压力关系跟踪或能够在灌注期间监测通过特定脑组织部分的流）的发展，可能允许干预根据每个标本的空间血管阻力分布量身定制。然而，重要的是要记住，在脑库中，改善灌注是达到目的的手段，而不是目的本身。连接组学脑库的目标是保存编码突触连接的分子结构特征。这里回顾的许多干预措施本身对细胞结构有风险，无论是通过渗透应激、膜破坏还是高灌注压力的机械力。改善血管分布但损害其旨在帮助保存的结构的干预措施可能适得其反。更广泛地说，随着连接组成像技术的持续进步，组织制备的质量可能成为瓶颈。因此，在改善灌注障碍方面的进展可能是扩展人类连接组学的关键组成部分，并可能成为解决相同血管病理生理学方面的临床领域的见解来源。