Computational modeling of hypertensive growth in the human carotid artery.
Computational modeling of hypertensive growth in the human carotid artery.
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DOI：
10.1007/s00466-013-0959-z
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发表时间：
2014-06
影响因子：
4.1
通讯作者：
Kuhl, Ellen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Saez, Pablo;Pena, Estefania;Martinez, Miguel Angel;Kuhl, Ellen
动脉高血压是一种与血压升高相关的慢性疾病。慢性动脉高血压会引发一系列事件，众所周知，这些事件共同导致动脉壁增厚。然而，宏观结构机械负荷、微观结构细胞变化和宏观结构适应之间的相关性仍不清楚。在这里，我们提出了一个微观结构驱动的计算模型，通过平滑肌细胞的生长来治疗慢性动脉高血压。为了模拟生长，我们采用了一个经典的概念，该概念基于将变形梯度乘法分解为弹性部分和生长部分。受临床观察的启发，我们假设生长的驱动力是平滑肌细胞感受到的拉伸。我们将我们的模型嵌入有限元框架，在有限元框架中，增长作为内部变量存储在本地。首先，为了演示我们的模型的特点，我们研究了高血压在真实的人颈动脉中生长的影响。我们的结果与文献中报道的实验数据在定性和定量上都很好地吻合。
Arterial hypertension is a chronic medical condition associated with an elevated blood pressure. Chronic arterial hypertension initiates a series of events, which are known to collectively initiate arterial wall thickening. However, the correlation between macrostructural mechanical loading, microstructural cellular changes, and macrostructural adaptation remains unclear. Here, we present a microstructurally motivated computational model for chronic arterial hypertension through smooth muscle cell growth. To model growth, we adopt a classical concept based on the multiplicative decomposition of the deformation gradient into an elastic part and a growth part. Motivated by clinical observations, we assume that the driving force for growth is the stretch sensed by the smooth muscle cells. We embed our model into a finite element framework, where growth is stored locally as an internal variable. First, to demonstrate the features of our model, we investigate the effects of hypertensive growth in a real human carotid artery. Our results agree nicely with experimental data reported in the literature both qualitatively and quantitatively.
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