動脈血管和粥樣硬化斑塊的力學性能研究.pdf

1、心血管疾病是嚴重威脅人類健康的疾病之一。動脈粥樣硬化是心血管疾病中最常見的疾病，包括冠心病、腦卒中和發(fā)生于其他動脈的粥樣硬化性血管疾病。本文針對動脈血管生物力學特性，利用力學實驗和數(shù)值分析的方法，分別研究了正常的豬胸主動脈血管殘余應力和動脈粥樣硬化病變的人頸動脈血管不同位置（或組分）的力學性能。
　　針對正常的豬胸主動脈血管殘余應力，將無載荷狀態(tài)的血管沿軸向剪開，由于殘余應力的存在，血管會張開一個角度，靜置一段時間后這一角度會逐步

2、穩(wěn)定，這個狀態(tài)為零應力狀態(tài);相反，如果將處于零應力狀態(tài)的張開血管，通過施加一個等效的位移使其恢復到無載荷狀態(tài)，那么，通過近似等效的原則，可反算出血管的殘余應力?；诖怂悸?，該部分選取5條豬的胸主動脈血管，從近心端到遠心端依次選擇5組（每組2個），共50個樣本。先將剪開后的血管通過截面染色，確定零應力狀態(tài)樣本的二維幾何形狀。然后，通過相機對染色截面進行拍照并將血管點數(shù)據(jù)導入到ABAQUS建模并分析，材料本構模型采用與真實材料拉伸數(shù)據(jù)擬合的

3、2階Ogden模型。結果表明:由于截面自平衡原理，血管壁環(huán)向殘余應力表現(xiàn)出內側受壓、外側受拉的特點;由于近心端受到心臟泵送血液的力學作用較大，其殘余應力要大于遠心端殘余應力;不同的開口位置血管壁內的殘余應力基本相同。
　　針對動脈粥樣硬化病變的人頸動脈血管力學性能，本部分通過人體頸動脈內膜剝脫術，獲得病變的動脈粥狀硬化斑塊，并在術后4h內，對斑塊進行包埋，-40℃環(huán)境保存以備實驗。然后，采用HE染色、改良油紅O染色、Masson三

4、色染色三種方法分別對斑塊冰凍切片進行染色，將斑塊分為纖維帽區(qū)域、脂質池區(qū)域和正常組織區(qū)域。最后，在斑塊組分劃分的基礎上，使用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope)對斑塊樣本各組分分別進行壓痕實驗。結果顯示:由于纖維帽受力學刺激較大并可能發(fā)生鈣化，斑塊纖維帽區(qū)域楊氏模量較大，質地較硬，且離散度較大;脂質區(qū)域楊氏模量最小且離散度較小，該區(qū)域組成較為均一，容易發(fā)生潰瘍和空洞，發(fā)生斑塊破裂的可能較大。
　　本文結合