POD是一种急性短暂性的神经认知障碍，通常发生在术后1周内，可能会导致术后恢复延迟、住院时间延长、长期认知功能损伤等。既往研究显示，POD的相关机制包括神经炎症、氧化应激损伤和神经递质失衡等。近期基础研究进一步发现，大鼠体内HIF-1α的表达上调加剧了神经炎症程度并损害大鼠的认知功能，而止血带的使用会增加体内HIF-1α的水平——这为研究止血带对TKA术后POD发生的影响提供了理论依据。

为此，徐州医科大学刘苏教授团队进行了一项随机临床试验，旨在评估TKA中止血带的使用对老年患者POD的影响，并探索其中的潜在机制。研究人员假设：止血带的使用与POD的风险增加有关，这与止血带导致的HIF-1α水平增加有关。该研究于近期发表于International Journal of Surgery。

该随机临床试验于2024年6月20日至2024年11月30日在中国一家三级医院开展。研究对象为计划在全麻下首次接受单侧TKA的患者，受试者根据随机化的结果被分配至止血带组与非止血带组。止血带组的患者于切皮前在患侧大腿绑扎止血带并充气使用，直至缝皮结束；非止血带组患者只绑扎止血带，不进行充气。由不知分组情况的研究人员评估患者术后POD的发生情况。

图1 研究流程图

表1 基线特征

表2 术中数据

表3 研究结局

研究共纳入313例受试者，其中止血带组157例[47例男性（29.9%）;平均年龄69.2（5.5）岁]，非止血带组156例[42例男性（26.9%），平均年龄69.3（6.3）岁]。术后共45例（14.4%）患者发生POD，止血带组中有30例（19.1%），非止血带组中有15例（9.6%），POD的发生在两组间存在显著差异（ RR 1.12, 95%CI 1.02~1.23, P=0.018）。两组间术后血清中HIF-1α、超氧化物歧化酶（SOD）水平也存在显著差异。

图2  POD发生的生存曲线

图3  两组不同时间点HIF-1α、TNF-α、SOD、S100β的浓度（T₀术前；T₁术后30 min；T₂术后24 h）

图4 基于多因素Logistic回归的敏感性分析

本研究结果表明，与不使用止血带相比，TKA术中使用止血带会显著增加老年患者术后7 d内POD的发生率，且术后30 min和术后24 h的血清HIF-1α浓度更高，术后24 h的SOD浓度更低。此外，研究还发现不使用止血带患者术后首次下床活动时间更早、术后住院时间更短。

潜在机制

HIF-1α与POD：HIF-1α激活可能通过刺激星形胶质细胞、小胶质细胞活化，促进炎症介质的释放，从而导致神经元损伤；HIF-1α还可能通过破坏紧密连接蛋白，导致血脑屏障的完整性受损，使其通透性增加。此外，HIF-1α信号通路失调会导致线粒体功能障碍、影响突触可塑性及神经元存活，这些均会导致神经元功能障碍进而诱发POD。基础研究发现，给予脓毒症大鼠HIF-1α抑制剂降低了体内的HIF-1α表达水平并且改善了大鼠的认知功能，提示抑制HIF-1α可能是改善认知功能的潜在策略。

SOD与POD：氧化应激产物可以通过脂质过氧化直接损伤神经细胞膜和蛋白质功能，最终导致神经元损伤和POD发生。氧化应激反应的增强可能和止血带使用增加POD发生率相关。