动脉系统旋动流原理在血管支架和腔静脉滤器设计中的运用研究

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发表于 2022-5-18 19:16:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
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雅宝题库答案
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雅宝题库解析:
血管支架是目前治疗动脉狭窄或栓塞的主要方法之一,支架置入后的再狭窄题目一直困扰着人们。有研究表明,血流动力学因素是导致支架置入后再狭窄的一个重要因素,置入血管的支架会干扰血液的流动,产生流动分离和漩涡,使支架置入血管中的血流动力学参数(如壁面剪切力WSS和振荡剪切指数OSI)发生改变,对血管内皮细胞产生异常刺激,导致内膜增生。肺栓塞(PE)是深静脉血栓回流入肺部动脉血管而产生堵塞的严重疾病,下腔静脉滤器(Vena cava filters)是防治PE的一种介入器械,它可明显降低深静脉血栓患者PE的发生机率。下腔静脉滤器植入后血栓往往会堵塞滤器,迫使大夫将其取出,重新置入新的滤器,这无疑会给患者带来极大的痛苦。血流动力学研究发现,主动脉弓呈圆弧雨伞柄状,它的弯曲是一种空间三维螺旋构型,正是这一特殊的构形使得升主动脉处的血流呈旋动流态。主动脉弓处血流的旋动是大自然巧夺天工的设计,是升主动脉血管管壁光滑冲刷以防止动脉粥样硬化形成的保证。近年来的研究发现,血流的旋动现象不仅仅局限在升主动脉,在外周动脉和冠状动脉中也存在。这种流态的好处是:一方面,它可使血流稳定,减小湍流;另一方面, 它可使血管壁得到光滑冲刷,减小血液中有害物质(如脂质等)在血管壁的沉积。基于以上发现,本论文的目的是研究能否将动脉系统中的旋动流原理用于血管内支架和腔静脉滤器的设计,以解决血管内支架植入后的再狭窄题目和腔静脉滤器的血栓堵塞题目。本论文的主要工作如下:1 旋动流原理在血管支架设计中的运用初探1.1 具有旋动流的支架流场的计算机数值模拟这部分论文工作的目的是验证如下的科学猜想:在血管支架内引入旋动流可以改善支架内的血流动力学环境,从而有效抑制支架给血流带来的不利扰动。为此,通过计算机数值模拟的方法,论文研究比较了旋动流态和普通流态两种条件下支架内扰动流区域内的相关血流动力学参数。1.2 具有旋动流的支架流场的单核细胞粘附实验血管支架对血流产生的不利扰动会促使单核细胞在扰流区域内的粘附,这是支架置入后血管发生内膜增生的原因之一。我们认为,既然旋动流能抑制支架给血流带来的不利扰动,它就能抑制单核细胞的粘附、降低内膜增生的产生。基于此,论文研究比较了旋动流态和普通流态两种条件下,单核细胞U937在支架后扰流区域内的粘附和活化情况。2 具有流线型截面的新型血管支架2.1 不同截面形状支架的血流动力学数值模拟传统血管支架的截面形状大多为方形或者圆形,这类支架容易给血流带来不利扰动、产生流动分离和漩涡。我们认为,将支架的截面形状设计为流线型,可降低支架对血流的干扰,从而降低血管再狭窄的风险。基于此,论文设计了一种具有流线型截面的血管支架,并用数值模拟的方法研究比较了不同截面形状支架内的相关血流动力学参数。2.2 不同截面形状支架的单核细胞粘附实验论文研究比较了单核细胞U937在不截面形状支架内扰流区域中的粘附和活化情况。3 旋动流原理在腔静脉滤器中的运用初探这部分论文工作的目的是验证如下的科学猜想:通过引入旋动流可改善滤器的血流动力学环境,增强血液对堵塞滤器的冲刷、加快滤器中血栓的溶解,从而解决静脉滤器的血栓堵塞题目。基于此,论文用实验的方法,研究比较了旋动流态和普通流态两种条件下腔静脉滤器的工作效率。论文研究结果表明,1)旋动流确实能够有效抑制血管支架对血流产生的不利扰动,降低单核细胞U937在支架后扰流区域内的粘附;2)旋动流能增强血液对腔静脉滤器的冲刷,加快腔静脉滤器中血栓的溶解,提高其工作效率;3)与传统方形或圆形截面的支架比较,流线型截面的血管支架几乎不会对血流产生不利扰动,从而降低了单核细胞的粘附。





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