心血管疾病（CAD）已經(jīng)嚴(yán)重威脅著人類健康。對(duì)血管壁力學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量和建模分析可以為疾病的診斷、支架的植入,以及人工血管的設(shè)計(jì)等提供理論依據(jù)。動(dòng)脈血管壁有主動(dòng)和被動(dòng)的力學(xué)性能,被動(dòng)力學(xué)性能主要由彈性纖維和膠原蛋白纖維的含量和結(jié)構(gòu)決定;主動(dòng)力學(xué)性能則由平滑肌細(xì)胞（VSMC）的收縮實(shí)現(xiàn)。大量研究表明,動(dòng)脈血管壁的雙層膜結(jié)構(gòu)模型可以很好地反映血管的力學(xué)性能,血管壁的周向、軸向、徑向應(yīng)力都有重要作用。本文綜述了近年來(lái)血管壁力學(xué)性質(zhì)測(cè)量和力學(xué)性能建模方面的研究進(jìn)展,以及該研究方向面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,以期為臨床心血管疾病的治療提供支持。 

【文章來(lái)源】：生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2020,37(06)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

動(dòng)脈血管壁宏觀結(jié)構(gòu)及顯微結(jié)構(gòu)a.腹主動(dòng)脈壁分層結(jié)構(gòu)示意圖（內(nèi)中膜和外膜）；b.腹主動(dòng)脈壁橫截面視圖（藍(lán)色表示DAPI標(biāo)記的平滑肌細(xì)胞核）；c.腹主動(dòng)脈縱切面視圖（外膜）

與單軸拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)量比較，針對(duì)周向、軸向兩個(gè)方向進(jìn)行測(cè)量的雙軸載荷研究的開(kāi)展相對(duì)較少[29-30]。Lu等[20,31]利用肌動(dòng)描記器分別對(duì)大鼠彈性動(dòng)脈和肌性動(dòng)脈進(jìn)行了雙軸載荷試驗(yàn)，通過(guò)壓力傳感器測(cè)量得到在血管舒張和收縮時(shí)軸向力發(fā)生的變化。另外一些研究也通過(guò)雙軸沖壓拉伸實(shí)驗(yàn)證明了血管軸向力對(duì)血管壁內(nèi)應(yīng)力分布的影響，并提出軸向力在維持血管穩(wěn)定性方面具有重要作用[19]。Hayman等[32]的研究顯示與被動(dòng)狀態(tài)相比，血管中平滑肌細(xì)胞的收縮減少了頸動(dòng)脈屈曲，這表明平滑肌細(xì)胞收縮會(huì)使動(dòng)脈沿軸向縮短。通過(guò)將影響大鼠平滑肌細(xì)胞功能的基因敲除，并對(duì)基因敲除的大鼠主動(dòng)脈進(jìn)行雙軸測(cè)試實(shí)驗(yàn)，Murtada等[33]提出血管壁平滑肌細(xì)胞可引起多軸反應(yīng)，在周向和軸向都扮演了重要角色�；陔p軸力學(xué)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)和數(shù)值優(yōu)化分析，本文團(tuán)隊(duì)[19]率先提出了雙軸主動(dòng)應(yīng)變能函數(shù)，又進(jìn)一步將單層的主動(dòng)和被動(dòng)應(yīng)變能函數(shù)擴(kuò)展為雙層模式，并提出了雙層血管壁力學(xué)模型來(lái)計(jì)算血管壁內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變的分布[18]。通過(guò)研究兔頸總動(dòng)脈的雙軸特性，Takamizawa等[34]也提出了雙軸主動(dòng)應(yīng)變能函數(shù)，并用來(lái)描述狹窄血管的力學(xué)特性，模型與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合良好，佐證了上述觀點(diǎn)。在研究小鼠血管壁力學(xué)性能時(shí)，Caulk等[35]分別執(zhí)行單軸等距實(shí)驗(yàn)、雙軸等距實(shí)驗(yàn)和單軸等距沖壓實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明血管平滑肌的收縮能力按照單軸等距沖壓、雙軸等距到單軸等距實(shí)驗(yàn)的次序依次降低。這提示了在對(duì)血管進(jìn)行測(cè)試時(shí)，為了更全面地研究血管真實(shí)情況，需要考慮血管在體受力情況下血管壁的構(gòu)型。1.3 血管三維力學(xué)性質(zhì)測(cè)量


本文編號(hào)：3375983