Разработана точная структурная модель активной ткани аорты
Разрыв аневризмы аорты ежегодно вызывает свыше 35 тысяч смертей по всему миру. И это лишь подтвержденные официальные данные (на сегодняшний день даже нет точно статистики по России). Протезные трубки для предотвращения разрыва и восстановления аорты имеют существенные недостатки. В первую очередь, они демонстрируют большое несоответствие механических свойств материала с естественной аортой, что имеет негативные последствия для перфузии.
Данная проблема стала основой для проведения новых исследований механических характеристик аорты человека, дабы подойти ближе к разработке нового поколения механически совместимых аортальных трансплантатов. Экспериментальные данные и подходящая модель материала для аорты человека с активацией гладкой мускулатуры отсутствуют в медицинской или какой-либо еще литературе, несмотря на необходимость разработки усовершенствованных трансплантатов. К счастью, новое исследование может закрыть этот пробел.
Для начала ученые исследовали механическую характеристику нисходящей грудной аорты человека, которая рассматривалась с активацией гладкой мускулатуры сосудов и без нее. Образцы были взяты у 13 доноров, у которых билось сердце. Во время транспортировки сегменты аорты охлаждали в специальном растворе Бельзера, затем тестировали их в течение нескольких часов после эксплантации. Активация гладкой мускулатуры сосудов была достигнута за счет использования деполяризации калия и норадреналина в качестве вазоактивных агентов.
В дополнение к экспериментам по изометрической активации ученые получили квазистатические пассивные и активные кривые зависимостей напряжения и деформации для окружных и продольных полос материала аорты. Эта характеристика позволила создать оригинальную механическую модель активного материала аорты, которая точно соответствует экспериментальным данным.
Динамическая механическая характеристика была выполнена с использованием циклической деформации на различных частотах, представляющих физиологический интерес. Начальное предварительное растяжение, соответствующее физиологическим условиям, применялось перед циклической нагрузкой. Таким образом, динамические тесты позволили выявить различия в вязкоупругом поведении пассивной и активной ткани.
Полученные первые данные позволили разработать точную структурную модель активной ткани аорты. Эта работа иллюстрирует важность активации гладкой мускулатуры сосудов для статической и динамической механической реакции аорты человека. Самое главное, что это исследование предоставляет материальные данные и материальную модель для разработки будущего поколения активных аортальных трансплантатов, которые имитируют естественное поведение и помогают регулировать кровяное давление.
