《動脈系統旋動流抑制動脈粥樣硬化所起生理作用的研究》是依託北京航空航天大學，由鄧小燕擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：動脈系統旋動流抑制動脈粥樣硬化所起生理作用的研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：鄧小燕
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
血流動力學研究發現，動脈樹中許多重要部位的血流呈旋動流態。申請人認為，動脈血流的旋動是大自然“形態與功能統一”的高度體現，血流的旋動可通過影響動脈內物質（特別是脂質和氧氣）的輸運，抑制動脈粥樣硬化形成，達到保護動脈血管的目的。為驗證申請人的這一科學推測，本課題設計了4個方面的研究內容以回答四個問題：1、旋動流是否能通過抑制有害脂質在血管內表面的“濃度極化”來達到降低脂質在動脈血管壁的沉積這一目的？2、旋動流強度與物質（有害脂質和氧氣）輸運的定量關係如何？3、主動脈的三維空間構型、腿部大動脈和冠脈內的螺線結構會如何影響旋動流的產生、從而如何影響物質（有害脂質和氧氣）在管腔內和血管壁中的輸運？4、雙渦螺旋結構旋動流（Dean Flow）在物質（有害脂質和氧氣）輸運方面與單渦旋動流有何不同？本課題不但具有重要理論意義，還可從另一個角度驗證申請人提出的動脈粥樣硬化局部性現象成因的“濃度極化”理論。
結題摘要
血流動力學研究發現，動脈樹中許多重要部位的血流呈旋動流態，這種流態很可能具有重要生理意義。血流的旋動也許能通過影響動脈內物質 （特別是脂質和氧氣）的輸運，抑制動脈粥樣硬化形成，達到保護動脈血管的目。為了驗證這一科學推測，本項目進行了如下幾個方面的研究：：1、用計算機數值模擬與動物模型實驗相結合的方法，研究了主動脈中的流場/低密度脂蛋白（LDL）輸運與動脈粥樣硬化的關係；2、通過在體和離體實驗，研究了家兔模型中，螢光標記的LDL在主動脈各個部位的分布和沉積；3、從細胞、分子的層面研究了旋動流抑制動脈粥樣硬化的機理；4、將旋動流原理用於了植介入器械的設計。兔主動脈模型的數值結果表明，血管內壁高濃度LDL區域往往與高OSI、RRT、transWSS,以及低WSS和TAWSS的流動區域相伴，而旋動流可抑制這類流動區域的形成。實驗結果表明，在低LDL濃度和正常血流動力學環境區域幾乎沒有動脈粥樣硬化斑塊形成，在血流動力學環境較差、LDL濃度又相對較高的區域，一般會形成輕度動脈粥樣硬化，而在血流動力學環境惡劣的區域，即便LDL濃度不高，也會形成嚴重的斑塊。總的來說，局部動脈粥樣硬化斑塊厚度可能是由血管內表面LDL濃度和血流動力學的協同作用決定的，旋動流對動脈粥樣硬化的形成確實具有抑制作用。隨後，我們採用炎症模型小鼠，檢測了螢光標記的LDL，以及與LDL攝取相關的PCSK9和LDLr（LDL受體）在主動脈弓到髂動脈區域的分布。這一研究結果進一步證明，旋動流可通過抑制PCSK9，增強LDLr的表達，來增加血管內皮細胞對LDL的攝取，進而減少其在內皮下層的沉積，起到抑制動脈粥樣硬化的作用。基於這些研究，我們運用旋動流原理設計了一種具有錐度的旋動流小口徑人造血管和一種能產生旋動流的腔靜脈濾器。研究表明，帶有錐度的螺旋人造血管，可以大大提升旋動流強度，從而使WSS和TAWSS明顯提高，OSI和RRT明顯減小。我們設計的旋動流腔靜脈濾器能有效減小血流震盪和滯留時間，從而可能有利於抑制血栓堆積堵塞濾器。最後，我們提出了一種覆膜支架介入治療腹主動脈瘤的“分支交叉”策略，計算機數值模擬研究表明，這一策略可誘導覆膜支架末端產生旋動流，從而降低血栓導致的支架閉塞率。
