動脈系統(tǒng)中物質(zhì)的傳輸與動脈粥樣硬化的相關(guān)性.pdf

1、隨著人們生活水平的不斷提高和生活方式的改變，心血管疾病的發(fā)病率也出現(xiàn)了持續(xù)的升高，其發(fā)病率和死亡率居各類疾病之首，目前已成為嚴(yán)重威脅人類生命健康的疾病之一。動脈粥樣硬化作為最常見的心血管疾病，其發(fā)生和發(fā)展是一個長期的綜合性的病理過程，且易發(fā)于動脈血管的狹窄處，分支處，以及彎曲處。多年來，國內(nèi)外的科研工作者提出了多個假說試圖來解釋動脈粥樣硬化發(fā)生和發(fā)展的機(jī)制，這其中包括損傷反應(yīng)學(xué)說，單克隆學(xué)說，炎癥學(xué)說等，但遺憾的是這些學(xué)說均不能很好地解

2、釋動脈粥樣硬化的局部性現(xiàn)象。近年來，鄧小燕、狩野猛等人基于血管壁的滲透性，提出人體動脈系統(tǒng)中可能存在工程中常見的濃度極化現(xiàn)象，其表現(xiàn)為致動脈粥樣硬化物質(zhì)如低密度脂蛋白等在血管內(nèi)壁表面的濃度會高于其本體濃度，尤其在血流受到擾動的區(qū)域，如血流滯止區(qū)，渦漩緩流區(qū)以及低壁面剪切力區(qū)域，致動脈粥樣硬化脂質(zhì)的壁面濃度會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其本體濃度，進(jìn)而促進(jìn)了流動受擾動區(qū)域內(nèi)動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展。 目前為止，雖然越來越多的證據(jù)表明血流動力學(xué)因素在動

3、脈粥樣硬化的發(fā)生與發(fā)展過程中起著關(guān)鍵的作用，但是在致動脈粥樣硬化的過程中，血流動力學(xué)與致動脈粥樣性脂質(zhì)與動脈管壁之間質(zhì)量傳輸?shù)年P(guān)系仍然是爭論的焦點(diǎn)。因此，本文針對人體循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)血流動力學(xué)，物質(zhì)傳輸與動脈粥樣硬化的相關(guān)性進(jìn)行了理論與實(shí)驗(yàn)研究，目的在于定量分析血液與血管壁之間致動脈粥樣硬化脂質(zhì)的傳輸現(xiàn)象，進(jìn)而揭示血流動力學(xué)，脂質(zhì)的傳輸及動脈粥樣硬化之間的相互關(guān)系。本課題所完成的工作包括如下三個方面：(1)選取犬頸動脈狹窄模型作為研究對象，采

4、用抽吸取樣法對動脈狹窄處脂質(zhì)濃度極化現(xiàn)象進(jìn)行體外研究；(2) 以突變截面管為動脈狹窄模型，分別采用有限元法和灌注實(shí)驗(yàn)從理論和實(shí)驗(yàn)兩個方面研究了動脈狹窄后所產(chǎn)生的擾動流對物質(zhì)傳輸?shù)挠绊懀?3) 采用有限元法對頸動脈分支處的氧氣傳輸進(jìn)行了計算機(jī)數(shù)值模擬，以研究局部氧氣傳輸與動脈粥樣硬化的相關(guān)性。 研究結(jié)果表明：(1)鄧小燕和狩野猛等人提出的濃度極化現(xiàn)象的確會在人體動脈系統(tǒng)中發(fā)生，且擾動流區(qū)域內(nèi)的高脂質(zhì)濃度層可能是促使動脈粥樣硬化局部

5、性發(fā)生的一個重要原因；(2)犬頸動脈的灌注實(shí)驗(yàn)對鄧小燕等人之前提出的理論研究結(jié)果，即“動脈狹窄遠(yuǎn)端的擾動流會引發(fā)致動脈粥樣性脂質(zhì)在該處血管內(nèi)壁面上的積聚”進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)證實(shí)；(3)動脈壁面脂質(zhì)的濃度受血管壁滲透率的影響非常明顯，脂質(zhì)的濃度值隨滲流速率的升高而升高；(4)流動受擾動區(qū)域內(nèi)由血管壁至血流的物質(zhì)傳輸會得到顯著地增強(qiáng)，且在再附著點(diǎn)附近達(dá)到最大傳質(zhì)速率；(5)流動受擾動區(qū)域內(nèi)由血管壁至血流的物質(zhì)傳輸并不與壁面剪切率正相關(guān)；(6)發(fā)生在