脑动脉壁弹性结构及生物力学特性

从力学角度探讨脑动脉粥样硬化的发病机理，已取得一些进展，本对脑动脉壁弹性结构的形态和力学特性关系研究进展作了综述，重点介绍了脑动脉壁的结构特点、脑动脉的生物力学特性、脑动脉管壁弹性成分与力学特性的关系，以及影响脑脉力学性质的各种因素。     

正常和硬化大脑中动脉力学特性

本文采用ＨＬＣ－Ｉ型生物活组织力学试验机对正常和硬化大脑中动脉进行一维环向应力应变试验，建立其本构方程。找出脑动脉的力学范围和变形规律。结果表明：在正常压力范围内，管壁变形不明显，并不是随压力升高而出现大变形，而中于指数函数关系，硬化后应力应变仍存在非线性关系，但与正常组相比，曲线左移，材料常数不同，并出现刚性管的特性，容易造成脑血管疾病。     

动脉壁力学性质研究评述

动脉壁复杂的结构使其力学性质具有特殊性,残余应变是其一个很重要的力学性质.在描述动脉壁组织结构和力学性质的基础上,给出了完整的动脉壁力学理论模型.最后对动脉壁的残余应变研究进行了总结,指出了其中存在的问题.     

动脉血管壁力学性能的检测技术

背景：血管移植是目前血管外科的研究热点,但保存后血管壁力学性能的检测问题亟待解决。目的：总结目前研究动脉壁力学的技术以及该研究方向面临的问题。方法：由第一作者检索中国知网、万方、PubMed和Google Scholar数据库2016-2022年发表的相关文献,中文检索词为“主动脉血管、动脉壁、力学、弹性、检测方法”,英文检索词为“aortic vessels,arterial walls,mechanical model,elastic structure,mechanical testing”,检索国内外有关主动脉血管壁力学结构的分布及检测力学结构方法的相关文献,就机械力学检测和微观力学检测研究作为纳入标准,最终选取54篇文献进行综述。结果与结论：动脉壁的特征是复杂的微结构,它影响血管组织的机械性能。动脉壁的主要成分包括胶原和弹性蛋白纤维、蛋白多糖、血管平滑肌细胞和基质,这些成分在冻存保存的过程中往往会受到破坏。其中血管平滑肌细胞在动脉的主动机械反应中起关键作用,胶原蛋白和弹性蛋白决定了被动机械反应。血管移植物在处理后,血管壁骨架受损情况的检测技术仍需进一步探索或总结一套更精准的方...     

动脉壁非线性弹性的理论和实验研究

在理论方面,作者提出了一个三维理论模型分析动脉壁的非线性力学性质。该模型假设动脉壁是各向异性、局部正交对称、不可压缩和非线性弹性的。引进了一个含有七个物理参数的三维指数型应变能函数,并由该函数详细地推导了动脉壁非线性弹性本构方程及增量形式的应力和应变关系。在实验方面,本文讨论了研究大血管力学特性的实验方法,对六只狗的胸主动脉离体血管段进行了测量研究,得出了主动脉的应力和应变关系曲线及七个参数的值,并由这些参数,根据本文的理论计算出主动脉的增量弹性模量。结果比较表明,本文理论模型是能很好地描述动脉壁的力学行为。     

WKY大鼠与自发性高血压模型大鼠(SHR)大脑中动脉拉伸力学特性的对比分析

对比分析WKY大鼠和SHR大鼠大脑中动脉的拉伸力学特性,为预防高血压提供生物力学基础。取5月龄正常WKY雄性大鼠大脑中动脉20个,5月龄SHR雄性大鼠大脑中动脉20个,试样以0.5mm/Min的实验速度进行纵向拉伸实验。WKY雄性大鼠大脑中动脉组拉伸最大应力、最大应变、弹性限度应变大于SHR雄性大鼠大脑中动脉组(P0.05),SHR雄性大鼠大脑中动脉的弹性模量值大于WKY雄性大鼠大脑中动脉(P0.05)。WKY大鼠大脑中动脉和自发性高血压模型大鼠(SHR)大脑中动脉具有不同的拉伸力学特性,自发性高血压模型大鼠(SHR)大脑中动脉拉伸力学特性发生了改变。     

动脉壁的弹性纤维

弹性纤维是动脉壁的主要成分之一,它富于伸展性,能自动产生弹性张力而不消耗生化能量,在正常压力下对血管壁起支撑作用,抵抗管壁的塌陷,抵制平滑肌收缩所致的血管闭合倾向。在弹性动脉,弹性纤维的四缩力可将动脉的血流转化为常流。因此,弹性纤维与动脉的静态及动态力学性质有关。 对于动脉弹性纤维的知识有助于了解动脉的     

磁热复温对玻璃化保存脐动脉力学特性的影响

目的探究磁热复温对玻璃化保存的脐动脉组织形态以及生物力学特性的影响。方法采用磁热方式对玻璃化保存的脐动脉进行复温,与传统水浴复温方式进行对比,分析溶液体系内的温度分布及热应力,并通过对脐动脉进行组织染色及力学测试评价复温效果。结果与水浴复温相比,通过磁热复温产生的温度梯度和热应力较小,可以有效减小复温阶段热应力损伤,实现快速均匀的复温;磁热复温可以有效避免脐动脉出现断裂和微裂纹现象,并且复温后脐动脉细胞外基质、胶原纤维、弹性纤维以及肌纤维等结构分布均匀,可以较好地保存脐动脉的宏观和微观结构;采用水浴和磁热复温后的脐动脉均出现不同程度的硬化,其中后者弹性模量和极限应力与新鲜脐动脉无显著差异,具有相似的单向拉伸特性,表现出良好的弹性与韧性。结论相比水浴复温,磁热复温方式可以有效减小复温阶段的损伤,保证脐动脉具有较好的宏观、微观结构和生物力学特性。研究结果为脐动脉等较大组织或器官的玻璃化保存提供重要依据。     

微吸管技术在动脉力学性质研究中的应用

动脉力学性质的研究对于动脉正常生理特性的分析和病理状态下性状改变的研究有着重要意义。以往的研究多采用以液体或气体给动脉加压或轴向拉伸等手段，揭示了动脉轴向、周向和径向的力学特性。在本文中，我们用微吸管给动脉施加负压使之变形的技术对动脉的弹性面积压缩性质进行了研究。以兔的胸主动脉为样本进行的实验表明动脉的表面积在微吸管负压作用下的变化与所加负压值可由指数关系Ｐ＝Ｋ（ｅｃａ－１）来拟合，其中Ｋ值反映了动脉壁的弹性面积压缩能力，称为弹性面积压缩模量，实验结果表明其正常值在５～１７ｋＰａ之间，而病态（动脉粥样硬化）下在３～１０ｋＰａ之间。实验证明了微吸管技术用于动脉力学实验的可行性，为在体血管力学性质的研究提供了有价值的技术手段。     

脑动脉壁弹性结构及生物力学特性

从力学角度探讨脑动脉粥样硬化的发病机理，已取得一些进展，本文对脑动脉壁弹性结构的形态和力学特性关系研究进展作了综述，重点介绍了脑动脉壁的结构特点、脑动脉的生物力学特性、脑动脉管壁弹性成分与力学特性的关系，以及影响脑脉力学性质的各种因素。     

生物硬组织材料力学研究方法进展

研究生物硬组织材料的力学性质对于预防和治疗骨科和口腔疾病具有重要意义。同时,经过长期的进化,生物材料具有独特的力学性质,研究这些材料的结构与力学性质可以为工程材料的设计提供解决方案。与工程材料不同,生物材料的力学研究需要采用特殊的方法来准确描述其力学性质。本文针对生物硬组织材料力学性质的研究方法进行综述,包括生物硬组织材料的常规力学实验方法、断裂力学和压痕测试技术,以及微观和宏观力学数值模拟技术。     

胎儿脐静脉与大脑中动脉拉伸力学特性的对比分析

对比分析胎儿脐静脉与大脑中动脉的力学特性,为大脑中动脉损伤以胎儿脐静脉移植修复提供生物力学特性基础。取正常人新鲜尸体大脑中动脉与新鲜胎儿脐静脉各15个试样进行拉伸实验。分别将大脑中动脉和胎儿脐静脉试样装夹在电子万能试验机的夹头内,以0.3 mm/min的实验速度对试样进行实验。结果表明,胎儿脐静脉的弹性限度应变值、最大应变值大于大脑中动脉组,差异显著(P0.05),胎儿脐静脉组最大应力、弹性模量值小于大脑中动脉组,差异显著(P0.05)。胎儿脐静脉的应力-应变曲线和大脑中动脉的应力-应变曲线变化规律相似。胎儿脐静脉的拉伸力学特性有利于移植大脑中动脉损伤的修复。     

动脉粥样硬化动物模型大脑中动脉的力学特性

目的比较正常和动脉粥样硬化动物模型大脑中动脉的应力松弛力学特性,为临床研究动脉粥样硬化的发病机制提供生物力学参数。方法利用日本岛津电子万能试验机对正常和动脉粥样硬化模型中各10个大脑中动脉血管样本进行血管壁拉伸试验,测试过程中应变增加速度为0.5%/s,总测定时间为7200s,其间采集100个时间点的应力松弛数据,并对每组中的20个数据进行曲线拟合。结果正常和动脉粥样硬化组大脑中动脉管壁应力松弛曲线是以指数关系变化的,其中正常组7200s应力松弛量为0.291MPa,动脉硬化组为0.193MPa。结论动脉粥样硬化对大脑中动脉壁应力松弛特性具有一定影响。     

重建红细胞形态及力学特性研究

红细胞的生物力学性质与其功能有着密不可分的联系,本文对重建红细胞形态及力学特性的研究结果显示重建红细胞的力学特性与天然红细胞相似;重建红细胞具备良好的可变形性,具有天然红细胞双凹蝶盘形态.研究说明重建红细胞的生理功能与天然红细胞相似.     

张力吻合动脉早期的结构成份与顺应性变化

目的：研究动脉张力吻合后2周内结构成份及顺应性变化规律。方法：在体测定狗股动脉张力吻合后不同时相点吻合口段的压力与直径相应的数据，计算出动脉的顺应性进行拟合后，建立顺应性与平均血压的关系。观测后的动脉常规切片，分别对弹性纤维、胶原纤维和平滑肌行特殊染色，测量各结构成份相对含量。结果：随术后时间延长，张力吻合动脉吻合口段的顺应性较吻合前逐渐降低，术后14d降低最显著。术后1d和5d弹性纤维变化无显著性差异。术后1～14d胶原纤维呈增加趋势，胶原纤维与弹性纤维含量的比值术后逐日增高。结论：动脉张力吻合后近期吻合口段的可扩张能力较正常动脉有明显减弱，其变化与结构成份改变相关。     

带有力学调控系统的各向异性骨再造模型

目前，骨再造数值模型在生理上和力学上都不能复制骨再造的实际生理过程。本文引入了骨再造的生理机制和骨力学性质的各向异性，在损伤修复理论的基础上，建立了带有力学调控系统的各向异性骨再造模型，使骨再造的数值模拟趋向和生理过程一致，并以二维方板模型为例进行了计算机模拟，得到了和实际较为一致的结果。本模型可用于在一定力学环境下或力学环境改变后．骨结构的模拟，还可用于植入物植入后骨结构发生结构变化的模拟。     

大鼠自体动、静脉移植的血管黏弹性实验研究

通过建立大鼠的颈总动脉原位移植、颈外静脉-颈总动脉自体移植模型,比较自体动、移植后静脉粘弹性力学性质;并将碱性成纤细胞生长因子(bFGF)经静脉给予自体静脉移植模型的大鼠,研究小剂量bFGF对血管粘弹性力学性质的影响.实验结果表明自体动脉移植后的应力松弛蠕变量均高于自体静脉移植组;给予小剂量外源性bFGF自体静脉移植组,应力松弛,蠕变量均大于未给予小剂量bFGF自体静脉移植组.     

慢性缺氧时肺腺泡内动脉结构变化与血流动力学变化的关系

在用低压舱模拟连续低压缺氧不同时间的大鼠模型上,观察分析了肺腺泡内动脉结构重建变化与肺循环血流动力学变化的关系。结果表明:缺氧早期(24h后),肺腺泡内动脉即有明显肌化(肌性动脉段增多,非肌性动脉段减少)。随缺氧时间延长,肺腺泡内动脉肌化与肺动脉压增高及右心室代偿性肥厚密切相关。构成肺腺泡内动脉的三种血管段随缺氧时间延长有不同变化趋势,反映出缺氧早期肌性动脉段增多主要经原有部分肌性动脉段转变为肌性动脉段的短捷途径;以后非肌性动脉段经部分肌性动脉段转变为肌性动脉段逐渐成为主要途径。     

力学刺激通过microRNA调控骨重建的研究进展

骨骼结构完整性和骨量的维持需要一定的力学刺激。研究表明,力学刺激可通过调控多种调节因子(例如激素、转录因子和信号分子等)参与骨重建过程。力学刺激可以通过调控微小RNA(microRNA,miRNA)表达在骨重建过程中起着至关重要的作用。然而,受力学刺激调控的miRNA在骨重建过程中的作用和机制尚不完全清楚。本文综述受力学刺激调控的miRNA在骨重建过程中的作用及其机制,并强调其在治疗骨质疏松中的潜在应用。     

虹膜组织力学特性的实验研究

目的 模拟眼内前后房压强差，对人眼和兔眼虹膜整体加压，研究其力学特性。方法将瞳孔水密缝合，不破坏其几何形态，对虹膜整体加压。结果 首次实现了对虹膜整体力学特性的认识，人眼和兔眼虹膜力学特性相似，虹膜是典型的粘弹性物质，面积模量与前后房压强差之间基本呈线性关系，并且在相同的前后房压强差下人眼虹膜的面积模量比兔眼虹模的略小。结论 实验结果可为青光眼致盲机理解释和瞳孔阻滞力的估算提供参考；同时，经适当修正后，兔虹膜可作为人虹膜力学特性的研究样本，大大降低研究成本。