Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự Tuân Thủ của Một Mô Mạch Sinh Học Trong Các Phương Hướng Dọc và Xuyên Tâm Là Cơ Sở Để Tạo Ra Các Thay Thế Nhân Tạo
Tóm tắt
Các nghiên cứu thực nghiệm về hành vi cơ học của 11 động mạch cảnh chung ở người tại các giá trị áp lực nội và lực trục khác nhau đã được thực hiện trên một thiết bị cho phép đo áp lực nội, lực trục, và biến dạng chiều bụng và chiều dọc của mạch. Độ tuổi của các cá nhân dao động từ 20 đến 28 tuổi. Hai loại thí nghiệm đã được tiến hành. Trong loạt đầu tiên, các mẫu hình trụ được tải dần bằng áp lực nội từ 0 đến 200 mmHg với các tỷ lệ kéo dài chiều dọc khác nhau. Loạt thứ hai bao gồm việc kéo dãn trục của các mẫu này ở các tỷ lệ kéo dài chiều bụng khác nhau. Mức độ gợn sóng của màng elastin theo các hướng dọc và chiều bụng cho các mẫu được cố định tại các giá trị áp lực nội và tỷ lệ kéo dài chiều dọc khác nhau đã được xác định từ dữ liệu mô học.
Từ khóa
#động mạch cảnh #áp lực nội #biến dạng cơ học #mô học #biến dạng chiều dọc #biến dạng chiều bụng #mô mạch sinh họcTài liệu tham khảo
H. W. Weizsacker and J. G. Pinto, “Isotropy and anisotropy of the arterial wall,” J. Biomech., 21, 477–487 (1988).
J. Zhou and Y. C. Fung, “The degree of nonlinearity and anisotropy of blood vessel elasticity,” Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 94, No. 26, 14255–14260 (1997).
G. J. L'Italien, N. R. Chandrasekar, G. M. Lamuraglia, W. C. Pevec, S. Dhara, D. F. Warnock, and W. M. Abbott, “Biaxial elastic properties of rat arteries in vivo: influence of vascular wall cells on anisotropy,” Am. J. Physiol., 267, Pt. 2, H574–H579 (1994).
R. N. Vaishnav, J. T. Young, J. S. Janicki, and D. J. Patel, “Nonlinear anisotropic elastic properties of the canine aorta,” Biophys. J., No. 12, 1008–1027 (1972).
R. H. Cox, “Anisotropic properties of the canine carotid artery in vivo,” J. Biomech., No. 8, 293–300 (1975).
P. B. Dobrin and T. R. Canfield, “Elastase, collagenase, and the biaxial elastic properties of dog carotid artery,” Am. J. Physiol., 247, 124–131 (1984).
T. V. How, “Mechanical properties of arteries and arterial grafts,” in: G. Hastings (ed.), Cardiovascular Biomaterials Springer, London (1992), pp. 1–35.
A. T. Yokobori and T. Yokobori, “The mechanical test method of cardiovascular and related biomaterials,” Bio-Med. Mater. Eng., No. 1, 25–43 (1991).
V. Kasyanov, B. Purinya, V. Kasyanenko, N. Kochurkova, and N. Sugonyaeva, “Biomechanical properties of novel compliant textile grafts,” in: Transactions of the Fourth World Biomaterials Congress, Berlin (1992), p. 42.
V. Kasyanov, V. Mironov, and R. R. Markwarld, “Cardiovascular tissue engineering: blood vessels and heart valves as composite biomaterials,” in: Abstracts of Second Biannual Meeting of the Tissue Engineering Society, Orlando, Florida (1998), p. 501.
L. E. Niklason, J. Gao, W. M. Abbott, K. K. Hirschi, S. Houser, R. Marini, and R. Langer, “Functional arteries grown in vitro,” Science, 228, 489–493 (1999).
G. J. Langewouters, K. H. Wesseling, and W. J. Goedhard, “The pressure-dependent dynamic elasticity of 35 thoracic and 16 abdominal human aortas in vitro described by a five-component model,” J. Biomech., 18, 613–620 (1985).
P. B. Dobrin, “Vascular mechanics,” in: J. Shepherd and F. Abboud (eds.), Handbook of Physiology. The Cardiovascular System, Springer, New York (1983), pp. 64–102.
A. M. Brant, M. F. Teodori, R. L. Kormos, and H. S. Borovetz, “Effect of variations in pressure and flow on the geometry of isolated canine carotid arteries,” J. Biomech., 20, 831–838 (1987).
K. Hayashi, “Experimental approaches on measuring the mechanical properties and constitutive laws of arterial walls,” J. Biomech. Eng., 115, No. 4B, 481–488 (1993).
G. A. Johnson, T. K. Hung, A. M. Brant, and H. S. Borovetz, “Experimental determination of wall shear rate in canine carotid arteries perfused in vitro,” J. Biomech., 22, 1141–1150 (1989).
K. Pertold, M. Resch, and R. Peter, “Three-dimensional numerical analysis of pulsatile flow and wall shear stress in the carotid artery bifurcation,” J. Biomech., 24, 409–420 (1991).
H. Wolinsky and S. Glagov, “Structural basis for the static mechanical properties of the aortic media,” Circ. Res., 14, 400–413 (1964).
K. B. Chandran, D. Gao, G. Han, H. Baraniewski, and J.D. Corson, “Finite-element analysis of arterial anastomoses with vein, Dacron, and PTFE grafts,” Med. Biol. Eng. Comput., 30, No. 4, 413–418 (1992).
K. Rhee and J. Tarbell, “A study of the wall shear rate distribution near the end-to-end anastomosis of a rigid graft and a compliant artery,” J. Biomech., 27, No.3, 329–338 (1994).
A. Edwards, R. J. Carson, S. Bowald, and W. S. Quist, “Development of a microporous compliant small bore vascular graft,” J. Biomater. Appl., 10, No. 2, 171–187 (1995).
W. Matthew, M. Weston, K. Rhee, and J. Tarbell, “Compliance and diameter mismatch affect the wall shear-rate distribution near an end-to-end anastomosis, “J. Biomech., 29, No. 2, 187–198 (1996).
R. J. Zdrahala, “Small-caliber vascular grafts. Pt. I. State of the art,” J. Biomater. Appl., 10, No. 4, 309–329 (1996).
K. Doi and T. Matsuda, “Significance of porosity and compliance of microporous, polyurethane-based microarterial vessel on neoarterial wall regeneration,” J. Biomed. Mater. Res., 37, No. 4, 573–584 (1997).
G. W. Bos, A. A. Poot, T. Beugeling, W. G. van Aken, and J. Feijen, “Small-diameter vascular graft prosthesis: current status,” Arch. Physiol. Biochem., 106, No. 2, 100–115 (1998).
W. M. Abbott and D. J. Bouchier-Hayes, “The role of mechanical properties in graft desing,” in: H. Dardik (ed.), Graft Material Vascular Surgery, Year Book Medical Publisher, Chicago (1978), pp. 59–78.
K. Hayashi, H. Handa, S. Nagasawa, A. Okumura, and K. Moritake, “Stiffness and elastic behavior of human intracranial and extracranial arteries,” J. Biomech., 13, 175–184 (1980).
P. Boutouyrie, C. Glaser, A. Moryusef, Y. Bezie, J. N. Fabiani, S. Laurent, and P. Lacolley, “Associations between viscoelastic properties of large arteries and their extracellular matrix composition in abdominal aortic aneurysms in humans,” Therapie, 54, No. 1, 85–91 (1999).
T. Imura, K. Yamamoto, T. Satoh, K. Kanamori, T. Mikami, and H. Yasuda, “In vivo viscoelastic behavior of the human aorta,” Circ. Res., 66, No. 5, 1413–1419 (1990).
E. Rosset, C. Brunet, R. Rieu, P. Rolland, J. F. Pellissier, P. E. Magnan, P. Foulon, A. Drizenko, M. Laude, A. Branchereau, and A. Friggi, “Viscoelastic properties of human arteries. Methodology and preliminary results,” Surg. Radiol. Anat., 18, 2, 89–96 (1996).
S. M. Wells, B. L. Langille, and S. L. Adamson, “In vivo and in vitro mechanical properties of the sheep thoracic aorta in the perinatal period and adulthood,” Am. J. Physiol., 274, No. 5, Pt. 2, H1749–H1760 (1998).
M. L. Raghavan, M. W. Webster, and D. A. Vorp, “Ex vivo biomechanical behavior of abdominal aortic aneurysm: assessment using a new mathematical model,” Ann. Biomed. Eng., 24, 573–582 (1996).
P. B. Dobrin, R. Mirande, S. Kang, Q. S. Dong, and R. Mrkvicka, “Mechanics of end-to-end artery-to-PTFE graft anastomoses,” Vasc. Surg., 12, No. 4, 317–323 (1998).
M. H. Wu, Q. Shi, L. R. Sauvage, S. Kaplan, N. Hayashi, and M. D. Patel, “The direct effect of graft compliance mismatch per se on the development of host arterial intimal hyperplasia at the anastomotic interface,” Ann. Vasc. Surg., 7, No. 2, 156–168 (1993).
P. D. Ballyk, C. Walsh, J. Butary, and M. Ojha, “Compliance mismatch may promote graft-artery intimal hyperplasia by altering suture-line stresses,” J. Biomech., 31, 229–237 (1998).
A. Giudiceandrea, A. M. Seifalian, B. Krijgsman, and G. Hamilton, “Effect of prolonged pulsatile shear stress in vitro on endothelial cell seeded PTFE and compliant polyurethane vascular grafts,” Eur. J. Vasc. Endovasc. Surg., 15, No. 2, 147–154 (1998).
S. Y. Kim, T. J. Hinkamp, W. R. Jacobs, R. C. Lichtenberg, H. Posniak, and R. Pifarre, “Effect of an inelastic aortic synthetic vascular graft on exercise hemodynamics,” Ann. Thorac. Surg., 59, No. 4, 981–989 (1995).
R. Roeder, J. Wolfe, N. Lianakis, T. Hinson, L. A. Geddes, and J. Obermiller, “Compliance, elastic modulus, and burst pressure of small-intestine submucosa (SIS), small-diameter vascular grafts,” J. Biomed. Mater. Res., 47, No. 1, 65–70 (1999).
N. R. Tai, A. Giudiceandrea, H. J. Salacinski, A. M. Seifalian, and G. Hamilton, “In vivo femoropopliteal arterial wall compliance in subjects with and without lower limb vascular disease,” J. Vasc. Surg., 30, No. 5, 936–945 (1999).
R. Walden, G. J. L'Italien, J. Megrman, and W. M. Abbott, “Matched elastic properties and successful arterial grafting,” Arch. Surg., 115, No. 10, 1166–1169 (1980).
M. W. Weston, K. Rhee,and J. M. Tarbell, “Compliance and diameter mismatch affect the wall shear-rate distribution near an end-to-end anastomosis,” J. Biomech., 26, No. 2, 187–198 (1996).
R. White, L. Goldberg, and F. Hirose, “Effect of healing on small internal diameter arterial graft compliance,” Biomater. Med. Dev. Artif. Organs, No. 11, 21–29 (1983).
R. A. White, S. R. Klein, and F. Shorst, “Maintenance of compliance in a small-diameter arterial prosthesis,” Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs, 32, 601–604 (1986).
W. Trubel, H. Schima, A. Moritz, F. Raderer, A. Windisch, R. Ullrich, U. Windberger, U. Losert, and P. Polterauer, “Compliance mismatch and formation of distal anastomotic intimal hyperplasia in externally stiffened and lumen-adapted venous grafts,” Eur. J. Vasc. Endovasc. Surg., 10, No. 4, 415–423 (1995).
G. K. Naughton, “Tissue engineering constructs: from lab bench to market,” in: Proc. 1st Smith Nephew International Symposium, York, UK (1997), p. 2.
G. Zund, S. P. Hoerster, A. Schoeberlein, Q. Ye, M. Lachat, P. Vogt, and M. I. Tuina, “Tissue engineering in cardiovascular surgery: where do we stand?,” in: Proc. VBiennial Meeting 1st Soc. Applied Cardiovascular Biology, Munich, Germany (1998), p. IV–05.
N. L'Heureux, S. Paquesr, R. Labbe, L. Geremain, and F.A. Anger, “A completely biological tissue-engineered human blood vessel,” FASEB J., No. 12, 47–56 (1998).
B. S. Gupta and V. A. Kasyanov, “Biomechanics of human common carotid artery and design of novel hybrid textile compliant vascular grafts,” J. Biomed. Mater. Res., 34, 341–349 (1997)