人类动脉瘤主动脉壁双轴应力图谱揭示BAV与TAV患者组织微结构及氧化应激反应的差异性关联

为解决主动脉手术指南依赖直径指标的局限性，研究人员通过ECG门控CTA技术建模主动脉壁生物力学特性，定量分析双轴应力比(B)与ECM微结构、MMP活性及SMC行为的关联。结果显示：高B区域弹性纤维紊乱且ECM退化，TAV患者MMP活性显著升高，BAV患者SMC氧化应激存活率降低。该研究为不同瓣膜类型患者的主动脉瘤个体化风险评估提供了新思路。

　　

这项研究通过心电图(ECG)门控计算机断层扫描血管造影(CTA)技术，构建了动脉瘤患者主动脉壁的生物力学模型。团队采用经典本构模型，从接受升主动脉置换术患者的CTA数据中推导出壁面张应力与应变分布图，重点分析了双轴应力比(B)——即纵向与周向张应力比值——对细胞外基质(ECM)微结构、基质金属蛋白酶(MMP)活性以及主动脉平滑肌细胞(SMC)功能的影响，并区分了三尖瓣(TAV)和二尖瓣(BAV)患者的差异。

研究结果揭示：CTA显示主动脉壁应变存在显著异质性。高B值区域呈现弹性纤维排列紊乱和局部ECM降解的典型特征。值得注意的是，仅在TAV患者中观察到高B区域MMP活性显著增强；而BAV患者高B区域的SMC在氧化应激条件下存活率明显下降，这种现象在TAV组却未出现。不过，不同B值区域的SMC收缩力及表型标志物表达均无统计学差异。

这些发现表明，无创性张应力映射技术能准确定位ECM微结构破坏和SMC功能异常的病理区域，且BAV与TAV患者表现出截然不同的分子响应模式。该成果深化了对不同瓣膜类型患者主动脉壁结构-功能关系的认知，提示结合动态影像学(如超声、ECG门控CTA)的双轴应力图谱技术，有望为胸主动脉瘤患者提供更精准的风险分层依据。