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静脉移植桥血管中血液振荡流的速度和切应力
静脉移植术中被移植到动脉环境下的静脉桥血管的重建问题一直受到人们的广泛关注.手术后在动脉高压环境下,静脉血管段扩张;而在吻合口处则容易由于缝线或者外科损伤引起的急性凝血形成局部的僵硬和狭窄.这都引发血液流动情况异常,使血管所处的力学环境发生特异性变化.力学因素中影响血管重建的主要是粘性血液流动所引起的壁面切应力和血管壁所承受的周向张应力.桥血管中切应力分布的信息对血管病理学研究十分必要.由于至今很难直接检测活体血管壁上的切应力分布,因而本文致力于建立力学模型,用可以无创伤检测的力学参量(近心端动脉血管轴心处的轴向流速波形和管壁径向位移波形、血管壁的几何方程)来获取血管内壁上切应力分布的数值结果.
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粘性流体在弯曲管道内在交变压力梯度下的振荡流动
在血液动力学中,一般只有在微血管中才可把血液运动近似看作定常运动,而在大动脉或动脉中,血液的压力在同一位置上是随时间周期性变化的.考虑到血管具有一定的弯曲度,本文引入了一种新的坐标系统,解决了弯管中的振荡流问题.给出了流体在弯管中运动的速度及切应力公式,并对切应力加以讨论.发现微弯管中的切应力将在壁面上获得极值.本文还通过计算机计算,得知流体对弯管两侧的冲刷力也是振荡的.并且随着压力差的增大,流体对弯管两侧的冲刷力的差值也增大;随着曲率的减小,此差值也减小.此结果较好地解释了动脉硬化形成的主要原因:切应力的影响.对于进一步深入了解血液在血管中的流动,特别是血液在弯曲大动脉内流动特性的研究提供了理论依据.
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015 液体低切应力振荡流对血管内皮细胞转录因子NFκB的影响
目的: 核因子κB(NFκB)是一种具有多向性调节作用的蛋白分子, 存在于胞浆中, 一旦活化则可转位进胞核中与目标基因启动区域中特定序列结合而调控基因的转录. 在血管内皮细胞中NFκB参与白细胞粘附分子、 MCP-1、细胞因子等基因的转录调控. 已往工作已经证明, 流体低切应力振荡流动方式作用脐静脉内皮细胞可导致粘附分子VCAM-1表达上调, 这在动脉粥样硬化发生中起重要作用. 故进一步探讨这种VCAM-1的上调是否与NFκB参与调节相关. 方法: 接种的第二代人脐静脉内皮细胞(HUVEC)玻片置于平板流动腔中, 在无菌条件下连接到灌流系统, 调节流动腔隙的高度及灌流液速率达到所需切应力(0.2 Pa), 在此基础上, 用T形管连接一个偏心轮使液面在HUVEC表面来回摆动为振荡流, 这种流动方式作用于HUVEC 4 h后, 用细胞免疫化学方法测定EC的NFκB阳性率及阳性强度. 结果: 经振荡流作用后内皮细胞中NFκB阳性率明显增高、强度明显增加、分别为81.52%±10.65%和198.60±32.61(P<0.001), 处于静态EC为对照组, NFκB阳性率和强度分别为28.93%±14.06%和43.40±22.59, 经γTNF-α(5 ng/ml)处理内皮细胞阳性率为99.42%±0.84%, 阳性强度为277.23±23.26(P<0.001). 结论: EC经低切应力振荡流作用后明显增加NFκB的核转位, NFκB的活化能上调粘附分子的表达, 增加了在动脉粥样硬化易发部位单核和内皮细胞的粘附.
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016 不同流动方式的流体对血管内皮细胞粘附分子VCAM-1表达的影响
目的: 动脉粥样硬化(AS)早期病变易发生于动脉分叉及动脉弯曲处, 推测与血液流动方式有关: 此处血流呈低切应力摆动方式, 血管其它部位的血流呈稳层流方式. 单核细胞粘附于血管内膜, 进而穿过内膜迁移到内膜下成为巨噬泡沫细胞, 这是AS的病理基础的早期细胞行为, 细胞粘附分子的表达是细胞粘附的分子基础. VCAM-1是参与内皮和单核粘附的主要粘附分子之一, 了解不同血流方式对血管内皮细胞(VEC)粘附分子VCAM-1表达的影响, 有助于AS发生机制的阐明. 方法: 接种的第二代人脐静脉内皮细胞(HUVEC)玻片置于平板流动腔中, 在无菌条件下连接到灌流系统, 调节流动腔隙的高度及灌流液速率达到所需切应力(0.2 Pa), 此为稳层流, 在此基础上, 用T形管连接一个偏心轮使液面在HUVEC表面来回摆动为振荡流, 这两种流动方式作用于HUVEC 4、 18 h后, 用细胞免疫化学方法测定EC膜上VCAM-1表达. 结果: 低切应力振荡流4、 18 h细胞阳性表达百分率分别为14.83%±2.09%(n=6, P<0.01), 10.40%±2.28%(n=5, P<0.05), 稳层流4、 18 h, 分别为2.45%±0.47%(n=9, P<0.05), 4.98%±1.34%(n=9, P>0.05), 对照组为4.41%±0.59%(n=9), 阳性对照组(用TNF-α 5 ng/ml作用)为20.33%±3.01%(n=9, P<0.001). 结论: 同是低剪切应力, 由于流动方式不同, 细胞粘附分子VCAM-1表达不同, 振荡流可上调粘附分子VCAM-1表达, 促进细胞粘附发生, 为AS在局部形成提供了基础.
