人类食管残余应变与形态学的定位、年龄及性别依赖性研究

本研究针对人类食管残余应力（residual stress）及形态学参数的定位差异开展系统性分析，揭示了其与年龄、性别的关联性。通过解剖21例不同年龄段尸检样本，量化了食管零应力状态（zero-stress state）下的圆周应变、壁厚等参数，发现黏膜-黏膜下层（mucosa-submucosa）呈压缩应变而肌层（muscularis propria）呈拉伸应变的规律，为食管生物力学建模及临床干预（如支架设计）提供了关键数据。

　　

食管作为连接咽部与胃的关键通道，其通过蠕动收缩（peristalsis）完成食物输送的功能高度依赖独特的生物力学特性。然而，现有研究多基于动物模型，人类食管在残余应力（residual stress）和形态学（morphometry）方面的数据严重匮乏。残余应力指组织在无外力作用下的内在应力状态，直接影响食管在生理负荷下的应力分布（transmural stress distribution）。这一特性的缺失导致计算模型（如有限元分析）的预测准确性受限，进而影响食管功能障碍（如贲门失弛缓症）的治疗策略优化。

为填补这一空白，雅典大学医学院法医毒理学系的研究团队通过对21例尸检样本（年龄21-84岁，含11男10女）的系统分析，首次绘制了人类食管零应力状态（zero-stress state）的轴向分布图谱。研究采用分层解剖技术，量化了黏膜-黏膜下层（mucosa-submucosa）与肌层（muscularis propria）的残余应变差异，并结合高分辨率形态测量，揭示了年龄与性别对食管生物力学特性的影响。相关成果发表于《Journal of Biomechanics》，为食管组织工程（tissue engineering）和临床介入器械设计提供了基准数据。

关键技术包括：1）尸检样本分层解剖（黏膜-黏膜下层与肌层分离）；2）径向切割法测定零应力状态下的开口角（opening angle）；3）三维形态计量学分析轴向周长与壁厚变异；4）统计学分组（青年、中年、老年）评估年龄相关性差异。

Autopsy subjects and sampling
研究选取无慢性食管疾病的尸检样本，沿食管轴向25%位置发现特征性狭窄（circumferential narrowing），远端则呈现扩张趋势。分层测量显示黏膜-黏膜下层压缩应变与肌层拉伸应变的轴向一致性。

Results
开口角数据表明老年组肌层厚度显著降低（p<0.05），而残余应变分布无显著年龄差异。黏膜-黏膜下层在零应力状态下呈现内翻收缩，印证了其在生理状态下的预压缩特性。

Major findings
研究首次证实人类食管残余应力的“双层拮抗”模式：黏膜-黏膜下层恒定压缩应变（-0.15±0.03）与肌层拉伸应变（0.12±0.02）共存。这种应变分布在25%食管长度处的形态学狭窄区仍保持稳定，提示局部力学环境可能影响吞咽功能。

结论部分强调，该研究建立的零应力状态数据库可直接用于优化食管支架（stent）的径向支撑力设计。年龄相关的肌层变薄可能解释老年人群食管动力障碍高发现象，而性别无显著影响的发现则反驳了既往动物研究的推论。讨论指出，未来需结合活体成像验证尸检数据的生理相关性，并探索残余应力在病理状态（如食管裂孔疝）中的演化规律。