動(dòng)脈系統(tǒng)中物質(zhì)的傳輸與動(dòng)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(lèi)疾病之首，目前已成為嚴(yán)重威脅人類(lèi)生命健康的疾病之一。動(dòng)脈粥樣硬化作為最常見(jiàn)的心血管疾病，其發(fā)生和發(fā)展是一個(gè)長(zhǎng)期的綜合性的病理過(guò)程，且易發(fā)于動(dòng)脈血管的狹窄處，分支處，以及彎曲處。多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的科研工作者提出了多個(gè)假說(shuō)試圖來(lái)解釋動(dòng)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(shuō)，單克隆學(xué)說(shuō)，炎癥學(xué)說(shuō)等，但遺憾的是這些學(xué)說(shuō)均不能很好地解

2、釋動(dòng)脈粥樣硬化的局部性現(xiàn)象。近年來(lái)，鄧小燕、狩野猛等人基于血管壁的滲透性，提出人體動(dòng)脈系統(tǒng)中可能存在工程中常見(jiàn)的濃度極化現(xiàn)象，其表現(xiàn)為致動(dòng)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(huì)高于其本體濃度，尤其在血流受到擾動(dòng)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(dòng)脈粥樣硬化脂質(zhì)的壁面濃度會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其本體濃度，進(jìn)而促進(jìn)了流動(dòng)受擾動(dòng)區(qū)域內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展。 目前為止，雖然越來(lái)越多的證據(jù)表明血流動(dòng)力學(xué)因素在動(dòng)

3、脈粥樣硬化的發(fā)生與發(fā)展過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用，但是在致動(dòng)脈粥樣硬化的過(guò)程中，血流動(dòng)力學(xué)與致動(dòng)脈粥樣性脂質(zhì)與動(dòng)脈管壁之間質(zhì)量傳輸?shù)年P(guān)系仍然是爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。因此，本文針對(duì)人體循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)，物質(zhì)傳輸與動(dòng)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(dòng)脈粥樣硬化脂質(zhì)的傳輸現(xiàn)象，進(jìn)而揭示血流動(dòng)力學(xué)，脂質(zhì)的傳輸及動(dòng)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(gè)方面：(1)選取犬頸動(dòng)脈狹窄模型作為研究對(duì)象，采

4、用抽吸取樣法對(duì)動(dòng)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(dòng)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(gè)方面研究了動(dòng)脈狹窄后所產(chǎn)生的擾動(dòng)流對(duì)物質(zhì)傳輸?shù)挠绊懀?3) 采用有限元法對(duì)頸動(dòng)脈分支處的氧氣傳輸進(jìn)行了計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬，以研究局部氧氣傳輸與動(dòng)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(huì)在人體動(dòng)脈系統(tǒng)中發(fā)生，且擾動(dòng)流區(qū)域內(nèi)的高脂質(zhì)濃度層可能是促使動(dòng)脈粥樣硬化局部

5、性發(fā)生的一個(gè)重要原因；(2)犬頸動(dòng)脈的灌注實(shí)驗(yàn)對(duì)鄧小燕等人之前提出的理論研究結(jié)果，即“動(dòng)脈狹窄遠(yuǎn)端的擾動(dòng)流會(huì)引發(fā)致動(dòng)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(dòng)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(dòng)受擾動(dòng)區(qū)域內(nèi)由血管壁至血流的物質(zhì)傳輸會(huì)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(dòng)受擾動(dòng)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