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流动条件下血栓通胶囊抗血小板黏附的分子药理学机制研究
研究流动条件下血栓通胶囊(XST)抗血小板黏附的效应及其可能的作用机制.利用BioFlux 1000控剪应力微流培养系统模拟体内流动条件,建立TNF-α诱导的血管内皮细胞损伤模型,动态实时观察XST(0.3g·L-1)对血小板黏附于受损血管内皮细胞表面的影响.以Western blotting法测定血管内皮细胞VCAM-1的表达,以放射免疫法检测6-keto-PGF1α,TXB2的分泌.结果显示,生理和病理流动条件下XST均可抑制血小板黏附,抑制率分别为15.0％,34.1％;在病理低剪应力或静态条件下,XST能够明显抑制血管内皮细胞VCAM-1的表达和TXB2释放(P＜0.05).该研究从血流/血管/血液相互作用的角度发现,XST可能通过内皮细胞保护途径,抑制血小板黏附,进而发挥其抗血栓形成的效应.在不同流动条件下,XST抗血小板黏附的效应有所不同,病理低剪应力更有利于XST药效的发挥.
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考虑流固耦合作用的主动脉弓血液流动分析
流固耦合作用对血液的流动速度、回流速度和壁面剪应力有较大的影响.但迄今已有的研究工作较少考虑血液-血管相互作用和生理脉动作用的影响.可能难以真实地反映血液在主动脉弓中的流动情况.将升主动脉、主动脉弓和降主动脉联系起来.根据生理脉动流条件,利用有限元软件,分析流固耦合作用下主动脉弓中的血液流动问题.研究表明,流固耦合作用对血液流动速度、回流速度和壁面剪应力的变化趋势影响较小,对血液回流速度幅值、壁面剪应力幅值影响较大.结果表明:在心脏收缩与舒张转换期,主动脉内的血液向心室方向反流;考虑流固耦合作用总体上降低血液回流速度的幅值;在流固耦合作用下,壁面大剪应力幅值比非流固耦合偏低约25%.
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血液机械损伤体外模拟剪切装置研究进展
近年来,由于饮食环境及社会老龄化等多方面因素,心血管患者越来越多,且在中低收入国家的发病率呈上升趋势.机械循环辅助装置(MCSDs)可辅助或替代人体天然器官的泵血及氧合功能,是挽救终末期心衰患者生命的重要治疗手段,临床需求十分迫切.但在中长期临床应用中,MCSDs中非生理性流场引起的血液机械损伤已成为其发展的严峻挑战.研究人员已开发多种体外模拟血液机械损伤的血液剪切装置(BSDs)来研究血液机械损伤,但其损伤机理到目前为止尚未得到很好的阐释.回顾具代表性的锥板型和环形库特流血液剪切装置及其优缺点,对目前主流的环形库特流血液剪切装置进行了较为详尽的阐述和对比分析,讨论装置中影响实验结果的重要因素,从间隙精度、流道设计、密封及支撑方式、温度控制等方面对血液机械损伤体外模拟剪切装置的发展提出展望.
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低剪应力作用下内皮细胞的基因差异表达及雌激素的干预作用
用含4096点的cDNA芯片研究单纯低剪应力(4.20dync/cm2,2h)作用下或生理浓度17β-雌二醇孵育48h后再经相同条件的低剪应力作用后内皮细胞基因的差异表达.结果发现:与未行剪应力处理的对照组相比,单纯低剪应力组共有108条基因(53条基因表达增加,55条基因表达下降)出现差异表达,约占芯片上基因总数的2.6%.其中抑癌基因、与脂质代谢的有关基因明显上调,而与应激反应、细胞的代谢的有关基因的表达则明显降低.先用雌激素孵育再行低剪应力处理的内皮细胞与未经任何处理的对照组比较,共有384条基因(226条基因表达增加,158条基因表达下降)出现差异表达,约占芯片基因总数的9.4%.在表达上调的基因中其转录产物涉及PGI2合成、单核/巨噬细胞的吞噬作用等;在表达下调的基因中其转录产物涉及纤维蛋白原的降解、原癌基因产物的生成等.
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小腿残肢与假肢接受腔界面应力的理论研究
安装假肢是截肢患者恢复活动能力和外观的主要康复手段.假肢接受腔作为截肢患者肢体残端和假肢之间载荷传递的唯一通道[1],是影响假肢适配性的重要部件.残肢软组织不适合承重,过高的压力和剪应力会导致残端皮肤和软组织的破坏[2].因此,研究残肢-接受腔之间界面的载荷传递特性对提高假肢性能非常重要.
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可吸收螺钉联合髌囊环扎术治疗髌骨骨折
可吸收螺钉内固定治疗关节内骨折,无金属应力遮挡、刺激性疼痛,避免再次手术取出内固定物,受到病人青睐,但可吸收螺钉单纯内固定髌骨骨折,难以承受增大的剪应力.我院从2002年6月～2004年7月对15例髌骨骨折者施行可吸收螺钉联合髌囊环扎治疗,取得良好效果.现报告如下.
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抑制细胞骨架改建对流体剪切应力下成骨细胞胞外信号调节激酶激活的影响
目的 探讨RNA干扰抑制细胞骨架改建对流体剪切应力(fluid shear stress,FSS)下原代成骨细胞胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK1/2)激活的影响.方法 酶消化法原代培养BALB/c小鼠成骨细胞,分别进行RNA干扰(干扰+加载组)和阴性RNA干扰(单纯加载组),并加载0、5、15、30、60 min 1.2 Pa的FSS,检测胞质中磷酸化ERK1/2(phosphorylationERKI/2,P-ERK)和ERK1/2的变化情况,并对结果进行组间双因素方差分析和组内单因素方差分析.结果 单纯加载组加载0、5、15、30、60 min FSS后成骨细胞P-ERK/ERK比值差异有统计学意义(分别为0.047±0.031、0.253±0.137、0.390±0.155、0.613±0.123、0.680±0.108)(P＜0.01).对P-ERK/ERK比值而言,RNA干扰因素与FSS加载因素间存在交互效应(P＜0.01).干扰+加载组FSS作用5和15 min时,P-ERK/ERK比值(分别为0.623±0.129和0.623±0.064),与0 min (0.440±0.032)差异有统计学意义(P＜0.05)；加载30 min时P-ERK/ERK比值(0.333±0.086)降到基线水平；加载60 min时,P-ERK/ERK比值(0.667±0.064)再次显著升高并达高峰,与0 min差异有统计学意义(P＜0.01).结论 FSS可快速激活原代成骨细胞ERK1/2途径；RNA干扰抑制细胞骨架改建可加速FSS介导的ERK1/2途径的激活,从而提高成骨细胞ERK1/2对FSS的敏感性.
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剪应力和压力对家兔离体动脉血管段内皮细胞分泌PAI-1、t-PA、vWF功能的联合效应
目的 研究家兔离体动脉血管段在不同剪应力和不同平均压力组合作用下分泌PAI-1、t-PA、vWF水平及基因表达水平的规律.方法 手术分离实验家兔腹主动脉、颈总动脉,采用离体血管灌流装置,对家兔动脉血管实施不同剪应力(范围2～22 dyn·cm-2)和不同压力(范围9.0～48.4 mmHg);放免法测定灌流剪切液中vWF、PAI-1、t-PA的含量;RT-PCR法测定应力加载动脉血管vWF,PAI-1和t-PA基因的表达水平.结果 低水平剪应力联合低压力,高水平剪应力联合高压力,中等水平剪应力联合中等压力3个组合作用于内皮细胞,可抑制PAI-1的表达;中等水平剪应力和中等压力联合作用,可促进t-PA的表达;高水平的血流剪应力与高压力联合作用,可抑制vWF的表达.结论 离体家兔动脉血管灌流时,血流剪应力与压力联合作用可影响血管内皮细胞PAI-1,t-PA,vWF的分泌,其作用机制则与应力调节相应基因的表达有关.
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剪应力联合丹参山楂提取物抗血栓作用机制的研究
目的 研究流动剪应力与活血化瘀药物丹参山楂提取物联合应用抗血栓的作用机制.方法 采用生物力药理学的研究方法,利用BioFlux1000控剪应力微流培养系统,分别施加0.1、0.9 Pa剪应力并联合不同剂量丹参山楂提取物对血管内皮细胞(HUVECs)进行预处理后,用ox-LDL诱导内皮细胞损伤,采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测细胞上清液中PAI-1、t-PA、ICAM-1的含量;采用RT-PCR法分别测定PAI-1、t-PA、ICAM-1基因表达.结果 丹参山楂提取物能下调内皮细胞中PAI-1 mRNA的相对表达,减少内皮细胞中PAI-1的分泌;与低剪应力相比,正常剪应力联合大剂量丹参山楂提取物能够上调内皮细胞中t-PA mRNA的表达,增加内皮细胞分泌t-PA;在低剪应力条件下,丹参山楂提取物可明显抑制ICAM-1的表达.结论 正常水平剪应力联合丹参山楂提取物能够通过调节纤溶系统的稳定性来抑制血栓形成;丹参山楂提取物能够通过抑制内皮细胞中PAI-1的表达产生抗血栓效应;在病理剪应力条件下,丹参山楂提取物对抑制ICAM-1表达的药效更加显著.
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辅相天地之宜
看过《达芬奇密码》的朋友们都记得那个藏着记载秘密内容莎草纸的密码筒--拱顶石--在漫长的中古时代，石匠行业将建筑拱形结构顶端一块石材的雕刻和放置方法视为“行业秘密”，因此这块从现代材料物理角度来看能够化“剪应力”为“正应力”的建筑零件成了“秘密”和“关键”的代名词。
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下颌骨骨折三维力学计算模型研究
下颌骨骨折时由于附着在骨折块上的咀嚼肌牵引方向不同,常使骨折块移位,导致咬合错乱[1].1975年Champy等建立下颌骨二维力学模型[2],但用二维模型研究下颌骨的生物力学特性过于简单化.1992年Randal H等用三维有限元方法建立下颌骨模型,但该研究不能再现骨折固定后下颌骨的功能状态.本研究通过建立下颌骨三维力学计算模型系统地研究功能负载条件下,下颌骨不同部位骨折断面上的弯矩、扭矩以及剪应力与下颌牙列不同咬合点的动态变化关系,探讨咀嚼功能状态下,骨断端所产生的力学效应.
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狭窄动脉流固耦合模型Ansys/CFX数值的有限元分析
建立动脉管壁,血液耦合模型,采用有限元法,利用ANSYS WORKBENCH和CFX相互结合的专用流固耦合算法FluidSolid Interface实现结构分析和流体分析的单向耦合计算和双向耦合计算.在给定脉冲压下条件下模拟出弹性管壁和刚性管壁剪应力分布和变形情况,并且进行比较.由瞬态动力流固耦合模拟中所知,在相同的边界条件和一定的脉冲压下,刚性管壁中,狭窄管段下游出现了流动分离区域.随着流场的延长,流场压力上升并且稳定,弹性血管内的蹙面剪应力,由于管擘的弹性,要比刚性管内的减小明显,但其位移比刚性管壁的位移要大,更加接近正常生理状况.刚性管壁无法对人体正常生理状态进行比较好的模拟,由其耦合计算所得的一些结论与实际情况差距较大.数值分析中将结构钢作为刚性管,所得变形量小到可以忽略不计,因此在实验中可将其作为理想化的刚性管.模拟所得刚性管壁剪应力较大,加速内皮细胞的损伤,促进动脉硬化,引起更大的剪应力,导致恶性循环.
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剪应力和周向应变联合作用下血管内皮细胞内自由Ca2+响应
机械力调节血管内皮细胞功能.Ca2+在机械力信号转导中扮演了重要的角色.本文研究剪应力和周向应变联合作用下血管内皮细胞内自由Ca2+浓度的变化规律,结果表明,在生理周向应变条件(小于15%)下,同时暴露于剪应力和周向应变的细胞内自由Ca2+浓度变化更依赖于剪应力大小而非周向应变的大小,Ca2+浓度升高主要是胞外Ca2+内流引起的.
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vWF-A1A2A3介导循环血小板翻滚运动的机制研究
目的 揭示血流剪应力对vWF-A1A2A3介导的循环血小板翻滚行为的调控机制.方法 利用平行平板流动腔实验技术,在不同流体剪应力条件下,观察和分析血小板在铺有200 μg/mL的A1A2A3流动腔底板上的翻滚黏附行为,提取细胞滚动特征参数.结果 血小板在底板vWF-A1 A2A3上的翻滚速度和时间、停留时间、停留频率和停留时间比率等参数均呈现双相力依赖的特性,剪应力阈值或拐点均发生在0.8 Pa左右；在剪切阈值水平之下,剪应力的增加可降低细胞滚动速度并增加滚动的稳定性.结论 流体壁面剪应力主要通过调节血小板在A1A2A3上的停留时间来影响其翻滚速度,提示相应的力学调节机制与GPIbα/A1A2A3黏附键从“逆锁键”向“滑移键”的转化过程相关.
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流动剪应力对丹酚酸B抑制血小板聚集的影响
目的 研究流动剪应力对丹酚酸B抑制血小板聚集的影响及其可能的机制.方法 采用生物力药理学的研究方法,2×4析因设计分组,利用BioFlux 1000控剪应力微流培养系统,分别施以0.02、1.5Pa剪应力并联合4个剂量的丹酚酸B对血管内皮细胞(HUVECs)进行预处理20 h,收集上清液,采用联酶免疫吸附法(ELISA)检测细胞上清液中6-keto-PGF1α和vWF含量；检测上清液对ADP诱导的血小板聚集的影响；免疫荧光法分析流动内皮细胞胞浆vWF含量.结果 与低剪应力流动条件相比,1.5 Pa剪应力联合100 μg/mL丹酚酸B能显著提高内皮细胞分泌6-keto-PGF1α的量(P＜0.05)；细胞上清液明显抑制了血小板聚集(P＜0.05).剪应力的变化显著影响血管内皮细胞释放vWF(P ＜0.01),而丹酚酸B对血管内皮细胞释放vWF无明显影响.结论 丹酚酸B可能通过促进血管内皮细胞分泌PGI2发挥抗血小板聚集的效应.从血流/血管/血液相互作用的角度看,正常的流动剪应力是丹酚酸B发挥抗血小板聚集效应的有利条件之一.
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一种新的二维平板分叉流槽的设计
目的解决平行平板流槽每次实验只能观测壁面培养细胞受一种剪应力作用的问题.方法作者在平行平板流槽的基础上,首次提出了一种改进后的流槽--二维平板分叉流槽.通过数值模拟,给出了流体作定常流动时,流速和壁面剪应力的分布.结果结果发现,利用这种二维平板分叉流槽可以研究壁面培养的细胞在不同大小剪应力作用下的力学行为.结论该研究结果为流槽的合理设计和使用,并分析剪应力空间分布对内皮细胞的影响有重要实际意义.
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血管内皮细胞凋亡与功能的生物力药理学调节
为探讨川芎嗪和剪应力对血管内皮细胞凋亡的影响,以锥一板旋转式剪切装置提供剪应力,与川芎嗪共同作用于大鼠微血管内皮细胞(rCMECs),采用Annexin V-FITC染色标记,利用全内反射衰逝波激发ICCD成像技术,探测川芎嗪和剪应力对rCMEC磷脂酰丝氨酸(PS)异位的影响.结果表明,培养内皮细胞膜表面PS异位具有普遍性,静态培养内皮细胞的PS异位率(异位程度)为9.97%.作为单因素,剪应力(6、12、24dyn/cm2)或川芎嗪(31.5,63.0,126.0μg/ml)均可使PS异位率明显下降(P＜0.001).在同一剪应力水平条件下,川芎嗪的给予可使内皮细胞的PS异位率进一步降低.中等水平的两因素组合降低异位率的效果较突出.结果提示,适当水平的剪应力与川芎嗪联合作用有可能明显抑制内皮细胞凋亡.
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剪应力在颈动脉粥样硬化性疾病中作用的研究进展
颈动脉粥样硬化（AS）是缺血性脑卒中的重要病理基础，严重危害人类健康。剪应力是在AS的形成、发展，斑块破裂、脱落中有重要作用的生物力学因素。本文对剪应力与动脉粥样硬化关系的研究现状，剪应力检测方式，剪应力在AS形成、发展，以及斑块破裂、脱落中的作用进行综述。
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剪应力对血管内皮细胞与血小板形态功能的影响
1 导言 近二十年来的研究证实血管内皮不仅是机体重要的屏障和半透膜，而且还是机体重要的代谢和内分泌器官。血管内皮细胞(Vascular Endothelial Cells，VEC)可以合成和释放几十种生物活性物质，在抗血栓形成、止血、物质转运、血管张力调节等方面起重要作用；在循环系统局部稳态维持、机体自身防病机制中扮演了非常重要的角色。而一直作用于内皮的血液流动剪应力对内皮细胞(EC)形态及功能的改变起重要作用。本文从剪应力依赖的EC功能及其影响剪切诱导血小板聚集(Shear Induced Platelet Aggregation，SIPA)方面做综合性论述。
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加压空心钉治疗与经皮空心螺钉固定术治疗股骨颈骨折临床疗效比较
股骨颈骨折为老年人的一种常见骨折,部分患者在伤前即患有高血压、心脏病、糖尿病或偏瘫等全身性疾病[1].由于股骨颈、头的血供及解剖特点,骨折后易使主要血供来源阻断,骨折部位承受较大的剪应力,易发生股骨头的坏死及不愈合,严重影响患者的生活质量,病死率较高.股骨颈骨折至今在其治疗方法及结果等许多方面仍有许多未解决的问题[2].本院2004年1月至2007年12月采用加压空心钉(以下简称空心钉)内固定治疗例股骨颈骨折,获较好疗效.现报告如下.
