動脈系統(tǒng)中物質的傳輸與動脈粥樣硬化的相關性.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)展的機制，這其中包括損傷反應學說，單克隆學說，炎癥學說等，但遺憾的是這些學說均不能很好地解

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的壁面濃度會遠遠高于其本體濃度，進而促進了流動受擾動區(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)表明血流動力學因素在動

3、脈粥樣硬化的發(fā)生與發(fā)展過程中起著關鍵的作用，但是在致動脈粥樣硬化的過程中，血流動力學與致動脈粥樣性脂質與動脈管壁之間質量傳輸?shù)年P系仍然是爭論的焦點。因此，本文針對人體循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)血流動力學，物質傳輸與動脈粥樣硬化的相關性進行了理論與實驗研究，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的傳輸現(xiàn)象，進而揭示血流動力學，脂質的傳輸及動脈粥樣硬化之間的相互關系。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濃度極化現(xiàn)象進行體外研究；(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驗從理論和實驗兩個方面研究了動脈狹窄后所產(chǎn)生的擾動流對物質傳輸?shù)挠绊懀?3) 采用有限元法對頸動脈分支處的氧氣傳輸進行了計算機數(shù)值模擬，以研究局部氧氣傳輸與動脈粥樣硬化的相關性。 研究結果表明：(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)犬頸動脈的灌注實驗對鄧小燕等人之前提出的理論研究結果，即“動脈狹窄遠端的擾動流會引發(fā)致動脈粥樣性脂質在該處血管內(nèi)壁面上的積聚”進行了實驗證實；(3)動脈壁面脂質的濃度受血管壁滲透率的影響非常明顯，脂質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傳輸會得到顯著地增強，且在再附著點附近達到最大傳質速率；(5)流動受擾動區(qū)域內(nèi)由血管壁至血流的物質傳輸并不與壁面剪切率正相關；(6)發(fā)生在