動脈血管和粥樣硬化斑塊的力學(xué)性能研究.pdf

1、心血管疾病是嚴(yán)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(xué)特性，利用力學(xué)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(yīng)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(xué)性能。
　　針對正常的豬胸主動脈血管殘余應(yīng)力，將無載荷狀態(tài)的血管沿軸向剪開，由于殘余應(yīng)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(yīng)力狀態(tài);相反，如果將處于零應(yīng)力狀態(tài)的張開血管，通過施加一個等效的位移使其恢復(fù)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(yīng)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(yīng)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(dǎo)入到ABAQUS建模并分析，材料本構(gòu)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(jié)果表明:由于截面自平衡原理，血管壁環(huán)向殘余應(yīng)力表現(xiàn)出內(nèi)側(cè)受壓、外側(cè)受拉的特點;由于近心端受到心臟泵送血液的力學(xué)作用較大，其殘余應(yīng)力要大于遠心端殘余應(yīng)力;不同的開口位置血管壁內(nèi)的殘余應(yīng)力基本相同。
　　針對動脈粥樣硬化病變的人頸動脈血管力學(xué)性能，本部分通過人體頸動脈內(nèi)膜剝脫術(shù)，獲得病變的動脈粥狀硬化斑塊，并在術(shù)后4h內(nèi)，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(zhì)池區(qū)域和正常組織區(qū)域。最后，在斑塊組分劃分的基礎(chǔ)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(jié)果顯示:由于纖維帽受力學(xué)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(zhì)地較硬，且離散度較大;脂質(zhì)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(jié)合