动脉粥样硬化动脉壁机械性能与结构分析及其对斑块易损性计算预测的影响

《Scientific Reports》：Structure-based mechanical properties of human carotid arteries and their effect on stress-strain response

　　

摘要

动脉粥样硬化动脉壁各组的机械性能和结构对于计算预测粥样斑块易损性具有重要意义。本研究中，共收集了36份在标准颈动脉内膜切除术中获取的标本，对其进行单轴拉伸测试，随后进行组织学检查以区分其组织类型。研究结果表明，标本的结构组成对其机械性能，特别是延展性，具有显著影响。与受疾病影响较轻的标本相比，具有严重动脉粥样硬化变化的标本表现出较低的延展性（p值 < 0.005），而在强度方面未观察到差异。这些发现表明，与变形相关的参数（应变）可能比基于应力的测量指标对组织水平的病变变化更为敏感。此外，本研究利用患者特异性几何模型和单层动脉的等向及各向异性模型，共进行了64次计算模拟。这些模型表明，要准确评估纤维帽中的应变和应力，需要采用纤维帽中可发生破裂区域局部胶原纤维分布的各向异性模型。相比之下，群体特异性数据（如本研究所获得的数据）可能足以模拟动脉外层，因为该区域中胶原纤维的方向对纤维帽中的应变和应力没有显著影响。