熊江[1]2002年在《大鼠腹主动脉瘤模型残余应力的初步研究》文中指出腹主动脉瘤（abdominal aortic aneurysm,AAA）是一种常见的动脉扩张性疾病，AAA局部的破裂出血是其主要的致命原因。在对AAA形成机制的研究中，学者们无法用明确的因素来解释AAA发病的原因；目前普遍观点认为AAA发病是遗传、环境、生物化学、解剖及血流动力学综合作用的结果。根据生物力学的原理，AAA的破裂与瘤壁的应力大小和分布密切相关，用血管的残余应力来客观评估瘤壁应力的分布，解释血管组织改建情况，并提出了一种从生物力学角度研究AAA生长和破裂的新观点。目的：用猪弹力蛋白酶灌注诱导的大鼠AAA模型，研究其动脉环残余应力的变化，阐述瘤壁组织改建、动脉环顺应性变化和瘤壁应力分布改变的生物力学机制，进一步探讨组织改建对大鼠AAA模型瘤壁应力分布的影响，附壁血栓通过改变瘤壁应力分布对AAA起保护作用，希望用测量残余应力的方法来预测AAA破裂的部位和生长的方向。方法：（1）选用健康成年雄性Wistar大鼠5只，用开腹髂动脉置管的方法分别测量腹主动脉分叉水平、肠系膜下动脉水平、双侧肾动脉水平、膈肌水平、第九胸椎水平、第五胸椎水平等6个部位的血压，与已知的健康成人相同部位的血压进行对比分析；对比人和大鼠相同部位动脉环的残余应力的变化趋势；对比人和大鼠胸、腹主动脉动脉中层弹力板层数量的对比情况。（2）选用健康成年雄性Wistar大鼠45只，随机分为正常对照组（n=15）、单纯弹力蛋白酶灌注组（n=15）和内膜损伤加弹力蛋白酶灌注组（n=15），术后14天再次开腹测量肾下腹主动脉外径，建立猪弹力蛋白酶灌注Wistar大鼠肾下梭型AAA模型和带有附壁血栓的Wistar大鼠肾下梭型AAA模型。（3）用测量动脉环张开角的方法对比正常大鼠腹主动脉、大鼠AAA和带有附壁血栓的大鼠AAA的动脉环蠕变速度、残余应力大小和瘤壁厚度的变化，对比两类AAA同一瘤体不同部位动脉环的内、外半径，瘤壁厚度和残余应力的变化。结果：（1）正常成人与大鼠主动脉沿主动脉有相似的血压变化，收缩压自胸主动脉至腹主动脉分叉水平逐渐升高(P<0.01)；膈肌以下腹主动脉较胸主动脉高(P<0.01)，肠系膜下动脉较肾动脉和腹主动脉分叉高(P<0.01)，腹主动脉分叉与胸主动脉差异不显着(P>0.05)。大鼠正常主动脉胸腹主动脉弹力板层的数量变化与正常成人的变化有相似性，大鼠胸主动脉弹力板层平均为15-17层，腹主动脉平均为7-9层；正常成人胸主弹力板层平均为56层，腹主动脉平均为25-28层。正常成人和大<WP=6>鼠沿主动脉残余应力呈现一先下降，后上升的趋势，在膈肌附近达到残余应力的最小值，胸主动脉段残余应力变化不显着（P>0.05），腹主动脉段残余应力明显较胸主动脉段大(P<0.01)，尤其在肾下腹主动脉段，残余应力达到峰值。（2）大鼠AAA模型长度在12~15mm之间，累及肠系膜下动脉，最大瘤径达到正常腹主动脉直径的2倍以上，在3mm~3.5mm变动，基本呈一轴对称的梭型，在肾动脉和髂总动脉处各有长约5mm的正常主动脉段。（3）两类AAA模型的中膜厚度和外膜厚度与正常腹主动脉无明显差异，而内膜明显增厚。单纯AAA模型和伴有附壁血栓AAA模型外径差别不明显，内径和瘤壁厚度差别显着（P<0.05）。光镜观察两类AAA模型中膜弹力纤维断裂降解，内膜增生，中膜和内膜大量的炎性细胞侵润，伴有附壁血栓的AAA模型内膜附有较厚的附壁血栓，其成分主要是系机化血栓，由大量的红细胞和血小板构成，其中有少量条索状纤维蛋白和白细胞。电镜观察到瘤壁组织中膜大量的弹力纤维的断裂和中膜平滑肌细胞的凋亡。大鼠正常腹主动脉、大鼠AAA和带有附壁血栓的大鼠AAA的动脉环蠕变速度依次增加，反映了动脉环的顺应性依次降低。单纯AAA模型的残余应力明显高于正常腹主动脉和附壁血栓AAA(P<0.01)，正常腹主动脉的残余应力与附壁血栓AAA也有一定的差别(P<0.05)。中膜的破坏、内膜的增生和附壁血栓的形成成为影响残余应力变化的主要因素。在对比同一AAA不同部位残余应力时发现，单纯AAA在瘤体入口和出口附近存在较高的残余应力，成为两个峰值，同时该两处瘤壁厚度最薄，而瘤体中段残余应力相对较低，瘤壁最厚。对于附壁血栓的AAA模型中，在瘤体入口和出口附近也是残余应力相对较高的部位，但整个瘤体各段的残余应力值普遍属于较低水平，瘤壁厚度的变化特征与单纯AAA相似。结论：本实验用猪弹力蛋白酶灌注诱导的大鼠AAA模型，其病理改变与临床常见的AAA有很强的相似性，同时该模型具有临床常见AAA的形状，基本呈梭型，位于肾动脉以下，对于研究AAA的生物力学特性，是一种具有良好代表性AAA模型。AAA瘤壁组织的改建使瘤体入口和出口附近成为瘤壁应力集中的部位，另外瘤体入口和出口附近较薄的瘤壁，是可能成为瘤壁破裂和生长的活跃部位。AAA附壁血栓对AAA瘤壁的高应力状态有缓和作用，可能是一种保护机制。
熊江, 景在平, 赵新, 陆清声, 汤敬东[2]2002年在《大鼠腹主动脉瘤残余应力分析》文中研究表明目的 用测量张开角的方法研究大鼠腹主动脉瘤模型的应力分布 ,研究腹主动脉瘤壁的顺应性和临床预测腹主动脉瘤的破裂风险。方法 用猪弹力蛋白酶灌注Wistar大鼠腹主动脉建立梭形肾下腹主动脉瘤模型 ,测量并对比腹主动脉瘤动脉环和正常腹主动脉环的蠕变速度、残余应力 ,对比腹主动脉瘤不同部位的残余应力、动脉环内径和瘤壁厚度。结果 梭形腹主动脉瘤模型建立的成功率 90 % ,腹主动脉瘤动脉环蠕变速度较正常腹主动脉快 ,腹主动脉瘤入口和出口的残余应力值最大 ,内径和瘤壁厚度最小。结论 残余应力可以量化腹主动脉瘤瘤壁的顺应性 ,用测量残余应力的方法发现腹主动脉瘤的顺应性较正常主动脉小 ,腹主动脉瘤入口和出口附近应力最大 ,但保护作用最小 ,是可能破裂的部位
陈峰[3]2013年在《氢气饱和生理盐水抑制大鼠腹主动脉瘤形成的实验研究》文中研究说明【目的】通过观察AAA大鼠主动脉的直径、血管壁厚度、张开角，阐述氢气饱和生理盐水对瘤壁组织改建、主动脉残余应力的影响，探究其对动脉瘤形成的抑制作用，进一步就炎症、氧化应激通路，探讨氢气作用于AAA的机制，为预防及临床治疗AAA提供新的策略。【方法】1.选取健康雄性SD大鼠，行氯化钙孵育肾下腹主动脉制成AAA模型，随机分为2组：实验组腹腔内注射氢气饱和生理盐水5ml/kg·d，对照组注射生理盐水。2.28天后观察两组大鼠主动脉直径变化的情况，通过计算机图像分析软件测量主动脉管壁的厚度变化以及测量主动脉张开角以此评估大鼠主动脉的残余应力。3.对标本进行HE染色和弹力纤维特殊染色观察主动脉的结构变化，损伤程度以及弹力纤维的破坏和降解情况。4.免疫组化观察动脉瘤组织rCKLF-1、MMP-2、MMP-9的蛋白表达。5.Real-time PCR测定rCKLF-1、MMP-2、MMP-9的基因表达。6.ELISA试剂盒检测标本IL-1β、TNF-α浓度。7.分光光度法检测标本MDA、SOD含量。【结果】1.腹主动脉直径扩张50%以上即可诊断AAA，本研究两组均达到该诊断标准，成瘤率为100%。实验组与对照组的扩张率分别为65%和128%，差异有统计学意义（P<0.01）。2.与对照组相比，实验组主动脉的直径、血管壁厚度明显减小，主动脉张开角明显增大，差异有统计学意义（P<0.01）。3.实验组动脉壁弹力纤维未见明显受损，仅有少量炎症细胞浸润及rCKLF-1、MMP-2、MMP-9弱阳性表达。对照组动脉壁弹力纤维严重受损，可见明显炎症细胞浸润，rCKLF-1、MMP-2、MMP-9强阳性表达。4.rCklf1mRNA在实验组和对照组AAA组织中的相对含量分别为2.24±0.87和4.63±1.05（P<0.01）。MMP-2mRNA相对含量分别为2.34±0.85和11.64±2.51（P<0.01）。MMP-9mRNA相对含量分别为2.87±0.55和6.66±0.89（P<0.01）。5.IL-1β在实验组和对照组AAA组织中的浓度分别为86.23±7.80pg/ml和139.37±6.64pg/ml （P<0.01），TNF-α的浓度分别为89.50±13.33pg/ml和354.68±39.66pg/ml （P<0.01）。6.MDA在实验组和对照组AAA组织中的浓度分别为1.52±0.38U/mg和4.81±0.22U/mg （P<0.01），SOD的浓度分别为84.03±3.50U/ml和66.11±10.61U/ml （P<0.01）。【结论】1.氢气饱和生理盐水能够通过增大主动脉的残余应力、减轻管壁的组织重建程度，来维持主动脉更好的力学特性，减少主动脉的扩张，抑制AAA的形成。2.氢气抑制AAA形成的机制包括以下几点：（1）减少血管壁蛋白水解酶的表达，抑制中膜弹力纤维的降解；（2）改善炎性细胞浸润，减少趋化因子、炎性介质释放，减轻炎症损伤；（3）减轻组织过氧化，增强抗氧化酶活性，减轻氧化应激损伤。
宋玉祥, 陈峰, 熊江, 郭伟, 潘秀颉[4]2013年在《氢气饱和生理盐水对腹主动脉瘤大鼠主动脉残余应力的影响》文中提出目的通过观察腹主动脉瘤(abnormal aortic aneurysm,AAA)大鼠腹主动脉直径、扩张率、血管壁厚度及张开角等指标的变化,了解氢气饱和生理盐水对AAA大鼠主动脉残余应力的影响,探讨其对AAA形成的抑制作用。方法选取健康雄性SD大鼠20只(体重200～220 g),采用肾下腹主动脉CaCl2孵育法制备大鼠AAA模型,随机分为实验组和对照组,每组10只。建模后当天开始,实验组于腹腔注射氢气饱和生理盐水(5 mL/kg),对照组注射生理盐水(5 mL/kg);每天1次,共28 d。建模后28 d处死两组动物,测量腹主动脉直径并计算扩张率,选取瘤体位置动脉环测量腹主动脉张开角及血管壁厚度,并对标本行HE染色和醛品红弹力纤维特殊染色观察主动脉壁炎性细胞浸润及中膜弹力纤维破坏情况。结果建模后28 d,实验组与对照组腹主动脉直径均较术前显着增加(P<0.01);扩张率分别为65%±15%和128%±54%,实验组显着低于对照组(t=3.611,P=0.005)。实验组与对照组腹主动脉张开角分别为(88.78±29.20)°和(44.23±28.52)°,血管壁厚度分别为(0.14±0.03)mm和(0.36±0.05)mm,两组比较差异均有统计学意义(P<0.01)。组织学观察示,实验组主动脉壁存在少量炎性细胞浸润,弹力纤维未见明显受损;对照组主动脉壁炎性细胞浸润明显,弹力纤维断裂受损严重。结论氢气饱和生理盐水通过增大主动脉的残余应力、减轻血管壁的组织重建程度,来维持腹主动脉更好的力学特性,减少腹主动脉扩张,抑制AAA的形成。
左尚维[5]2012年在《吸烟和植物多酚在大鼠腹主动脉瘤形成过程中的交互作用研究》文中进行了进一步梳理影响腹主动脉瘤（Abdominal aortic aneurysm，AAA）发生和发展的因素十分复杂，涉及遗传和环境因素的多个方面，但具体病因和病理未明。动脉壁基质的破坏，即胶原纤维和弹力纤维的降解是其重要原因。流行病学研究发现，吸烟在AAA的发生、发展、破裂等一系列过程中起到重要作用，但是吸烟影响AAA的生物学通路尚未明确。五没食子酰葡萄糖（1,2,3,4,6-Penta-O-galloyl-β-D-glucopyranose，pentagalloyl glucose, PGG）是一种植物单宁，具有与蛋白质结合的作用，可防止弹力蛋白被降解，从而保护主动脉壁。本研究采用析因实验设计，将PGG和吸烟作为两个处理因素，观察二者对于AAA扩张的单独效应和交互作用。由于PGG对于保护动脉壁弹性纤维的生物学通路已知，从而根据二者产生的交互作用，可间接探索吸烟致AAA是否与PGG的生物学通路相同，为生物学通路研究提供实验参考。目的：对吸烟与植物多酚在大鼠AAA形成过程中的单独作用和交互作用进行动物实验研究，通过大鼠动脉直径、动脉开环角及动脉壁病理改变，验证PGG对于AAA的保护作用，探讨吸烟是否能够导致腹主动脉扩张和动脉壁组织破坏，并且通过对吸烟和PGG的交互作用分析，探讨吸烟是否通过增加基质金属蛋白酶使动脉壁组织水解，从而对AAA的发展产生影响。方法：采用SD大鼠，经CaCl2外膜孵育建立AAA模型，采用2×2交叉设计将实验动物随机分组，处理因素为吸烟和PGG浸润:吸烟处理方式为术后持续吸烟4周，PGG处理方式为开腹手术时给予PGG动脉外膜浸润。将造瘤大鼠分为吸烟组、吸烟加PGG组、PGG组、单造瘤对照组共四组。所有大鼠按实验计划干预4周后开腹，活体测量实验鼠腹主动脉直径及开环角；取腹主动脉标本并处死实验动物，将标本分别进行HE染色观察组织形态，弹力纤维染色观察弹力纤维的完整性，免疫组化染色观察MMP-2及MMP-9(matrix metalloproteinases, MMPs)在动脉壁各层间的分布及定性观察组间差异。结果：为60只SD大鼠实施AAA建模手术，49只大鼠成功建立AAA模型并存活，按实验计划分四组实施干预后，共获得大鼠腹主动脉标本49份。活体测量腹主动脉直径和开环角并进行统计学分析的结果为：（1）吸烟组腹主动脉直径及开环角最大，但组间无统计学差异；（2）单纯PGG浸润组腹主动脉直径和开环角最小，差异有统计学意义；（3）吸烟与PGG的交互作用对大鼠腹主动脉直径和开环角的影响无统计学意义。取腹主动脉标本进行叁种染色的结果为：（1）HE染色示4组动物腹主动脉外膜增厚，中膜增宽，局部中膜断裂，外膜及中膜中大量炎症细胞浸润；（2）弹力纤维染色显示施加了PGG的单纯PGG浸润组和吸烟加PGG浸润组，其弹力纤维形态较为完整，弹力纤维延续性好，断裂少。吸烟组的弹力纤维的断裂情况则相当严重；（3）MMP-2及MMP-9免疫组化染色可见MMP-2的分布以中膜和外膜为主，尤以吸烟组为重；MMP-9的分布则主要在外膜和中膜靠近内膜的一侧为主，大部分中膜组织MMP-9含量较少。结论：PGG外膜孵育对大鼠CaCl2诱导AAA模型具有显着的保护作用，可使造瘤大鼠腹主动脉直径和开环角减小，并且弹力纤维染色发现动脉壁弹力纤维延续性好。短期吸烟、短期吸烟与PGG的交互作用对大鼠腹主动脉直径和开环角的影响，能够观察到组间差异但经检验无统计学意义。弹力染色发现吸烟使弹力纤维断裂情况极为严重，免疫组化染色示MMP-2在动脉壁中膜和外膜大量累积，提示吸烟对实验性鼠腹主动脉瘤的发展具有影响并且可能是促进MMP-2在动脉壁中外膜处累积，最终导致动脉壁弹力纤维断裂。为增加统计学检验效力，后续实验拟延长吸烟时间且增加实验动物数量来继续探讨吸烟、吸烟与PGG的交互作用对腹主动脉瘤的影响。
梅志军[6]2004年在《结构-负荷失衡在腹主动脉瘤形成中的作用》文中研究指明一、研究背景本课题旨在探讨人类肾下腹主动脉(IRA)好发动脉瘤的机理。腹主动脉瘤(AAA)的本质是动脉壁中膜结构和负荷失衡,不能抵抗管腔内血流压力而发生的节段性扩张。AAA是一退行性疾病,绝大多数AAA病人都是高龄患者,一般都伴有比较严重的动脉系统粥样硬化,这提示AAA的发生不是一个“突发事件”,而是某些致病因素长年作用缓慢积累的结果,结构正常的动脉需要经过一步一步的演变、逐渐破坏的过程,最终才发展成动脉瘤。AAA的这个特点表明应该在数十年的时间跨度上考虑动脉瘤的成因,一个看似作用很微弱的因素经过数十年的积累可能会显现出十分显着的结果。探讨AAA形成的机制,实际上就是探讨动脉壁中、外膜结构退行性演变的规律,以及哪些因素促进或加速了动脉壁退化的过程。本课题在探讨动脉管壁退行性变一般规律的基础上,讨论了IRA结构缺陷对管壁退行性变过程的促进作用。二、研究内容:大动脉管壁退行性变的一般规律研究连续观察从正常动脉到动脉瘤这一演变过程中各个阶段管壁结构演变规律。通过HE染色,弹力蛋白-胶原复合染色,观察各阶段的结构特征,弹力蛋白和胶原变化情况,管壁炎症变化情况。用免疫组化的方法检测各阶段动脉管壁pCOL-Ⅰ、pCOL-Ⅲ、MMP-2、 MMP-9和TIMP-2表达,以观察各阶段管壁基质合成和降解的规律。研究正常动脉结构重塑的规律。测量了102个动脉标本的管径、弹力蛋白含量和胶原含量,分析叁者之间的互动关系,提出正常动脉“管壁重构系数”概念。从管壁结构-负荷失衡的角度探讨管壁发生非特异性炎症的原因。以“管壁重构系数”概念为基础,观察管壁炎症严重程度和管壁重构系数的关系。从管壁应力的角度探讨慢性炎症化的动脉发展到动脉瘤的条件。在张力条<WP=7>件下体外培养AAA瘤壁组织条,观察张力大小对瘤壁组织长度变化和基质代谢的影响。2、探讨人类IRA中膜结构缺陷的原因以及这一缺陷在管壁退行性变过程中的作用。(1)测量0-30岁期间IRA、胸降主动脉(TDA)和颈总动脉(CCA)直径变化的规律,探讨生长发育期IRA直径变化特点与中膜结构缺陷形成之间的关系。(2)超声测量IRA和CCA管壁随脉压波动的幅度(pulsatile wall motion,PWM)。(3)研究中膜结构缺陷和内膜增生的关系。分层测量犬胸主动脉中膜各层应力- 应变曲线,观察管腔扩张幅度增大是否可能导致靠内膜侧中膜受到过高的应力,进而导致内膜增生。叁、结果1、动脉壁退行性变的规律(1)管壁结构退行性变过程遵循以下规律:①弹力蛋白不断减少,胶原不断增加,最终发展到管壁去弹力蛋白化。弹力蛋白破坏的主导方式具有时间顺序性,从自然降解→粥样斑块影响→炎症破坏。管壁修复方式的也具有先后顺序:从起初的VSMC主导的修复过程→炎性修复过程。参与修复的主要基质从弹力蛋白→Ⅰ型胶原→Ⅲ型胶原。②根据弹力蛋白变化这一主线,可以将动脉壁结构演化过程划分为发育期、生理重塑期、硬化期、慢性炎症期和动脉瘤形成期五个阶段。④管壁结构演化过程遵循“管壁结构-负荷平衡”这一基本规则。在没有明显炎症的动脉壁,管径(φ)、弹力蛋白(Xe)和胶原蛋白(Xc)之间满足: φ=17.026 Xc+20.721Xe这一数量关系。定义动脉管壁重构系数 Cr=(17.026 Xc+20.721Xe)/φ, Cr反映管壁结构和负荷的对比情况,正常动脉Cr≈1。(2)粥样硬化动脉中外膜炎症的严重程度和Cr值相关,Cr值越低,炎症越严重。(3)AAA患者的正常髂动脉Cr值小于对照组髂动脉Cr值。<WP=8>(4)体外培养的AAA组织条在应力较高 (>11760 N/m2) 时不断延长,应力较小时不断缩短。(5)IRA在严重粥样斑块条件下发生中膜全层弹力蛋白减少,胸降主动脉则主要是内侧1/2~2/3受到破坏。2、肾下腹主动脉中膜结构缺陷的原因及其对管壁重塑的影响(1)人类在生长发育过程中,IRA直径增加的幅度显着大于TDA和CCA,而同期中膜弹力板层数目没有增加,从而导致了在成年人IRA中膜弹力板层数目和直径的比值(EDR)比其他部位低。(2)分层测量犬胸主动脉应力-应变曲线结果表明:在管腔扩张幅度增大时,靠内膜的中膜所受应力显着大于靠外膜侧中膜所受应力。(3)IRA的PWM在生长发育期显着高于成年时期,也显着高于颈总动脉PWM。推测在生长发育期IRA靠内膜侧的中膜可能受到高应力的刺激,导致这一时期该部位发生内膜弥漫性增厚。四、结论 从正常腹主动脉到AAA形成,管壁结构经历了一个长期而缓慢的退变过程,其基本的表现是弹力蛋白的不断减少。粥样斑块和炎症使这一过程发生了两次加速。正常动脉通过VSMC的修复作用维持管壁结构-负荷的平衡。当VSMC的修复作用无法维持这一平衡而导致管壁结构-负荷失衡时,炎症修复过程被启动。炎症修复是在原有基质破坏基础上的修复过程,其结局是管壁疤痕胶原化。炎症疤痕化的动脉发展成动脉瘤的条件是管壁所受的周向应力超过炎症化管壁的组织固有应力。 人类为了适应直立行走和形态发育要求,在生长发育过程中下肢血流量占心输出量的比例增加的幅度远远大于其他部位,导致IRA直径增加的幅度大于其他部位。由于同期中膜弹力板层数没有增加,导致了成年人IRA中膜结构的相对缺陷。IRA中膜这一结构缺陷加上这一部位血流动力学的缺陷促使了中膜硬化和
参考文献：
[1]. 大鼠腹主动脉瘤模型残余应力的初步研究[D]. 熊江. 第二军医大学. 2002
[2]. 大鼠腹主动脉瘤残余应力分析[J]. 熊江, 景在平, 赵新, 陆清声, 汤敬东. 中华实验外科杂志. 2002
[3]. 氢气饱和生理盐水抑制大鼠腹主动脉瘤形成的实验研究[D]. 陈峰. 中国人民解放军医学院. 2013
[4]. 氢气饱和生理盐水对腹主动脉瘤大鼠主动脉残余应力的影响[J]. 宋玉祥, 陈峰, 熊江, 郭伟, 潘秀颉. 中国修复重建外科杂志. 2013
[5]. 吸烟和植物多酚在大鼠腹主动脉瘤形成过程中的交互作用研究[D]. 左尚维. 中国人民解放军医学院. 2012
[6]. 结构-负荷失衡在腹主动脉瘤形成中的作用[D]. 梅志军. 第二军医大学. 2004