血管壁内3次元応力・ひずみ分布に対する平滑筋収縮の影響の解析

平滑肌收缩对血管壁内三维应力/应变分布的影响分析

• 批准号: 09750095
• 负责人: 松本 健郎
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750095/
• 关键词: 血管力学; 残留応力・ひずみ; 応力分布; ひずみ分布; 血管平滑筋

輪切りにした摘出血管の輪を切断すると円弧状に開くことが多い.これは摘出血管の内壁に圧縮,外壁に引張りのひずみが残留していたことを示し,血管壁が生理状態で壁内のひずみゃ応力を一様に保っている可能性を示唆する現象である.申請者は数年来この輪の開きが平滑筋の収縮・弛緩に影響を受けることを明かにしてきた.本研究では平滑筋収縮の血管壁内ひずみ・応力分布に対する影響を軸方向の変形を考慮して探っている.本年度は動脈の型の違いの影響を知るため,日本白色家兎より弾性動脈として総頚動脈,筋性動脈として大腿動脈を摘出し,これら試料の平滑筋収縮に伴う3次元形状の変化を調べた.摘出血管より円周方向および軸方向に夫々長軸を有する矩形試料を作製した.試料の長辺は円周方向試料の場合には円周長,軸方向試料の場合には総頸動脈は5mm,大腿動脈は3mmとし,短辺はともに1mmとした.平滑筋収縮にはノルエピネフリン(NE)を用い,濃度を10^<-9>Mから10^<-5>Mまで10倍ずつ上昇させた際の開き角(円弧両端と両端から円弧上で等距離にある点とのなす角)変化を計測した.円周方向試料の開き角は総頸・大腿動脈ともに最初約250°であった.NE濃度上昇に伴う変化は,総頸動脈の場合10^<-8>Mまで見られず,その後10^<-6>Mまで直線的に減少し150°程度となり,その後は変わらなかった.大腿動脈の場合には10^<-9>Mより開き角が直線的に減少し10^<-7>Mで150°になった後,安定した.弾性動脈に比べて筋性動脈には平滑筋の相対量が豊富だと言われる.大腿動脈が低濃度のNEに敏感に反応したのはこのような平滑筋量の差が原因かもしれない.一方,軸方向試料の場合,初期値は総頸動脈で約240°,大腿動脈では190°であり,NE濃度上昇に伴う変化は殆ど見られなかった.組織像を調べるとこれらの動脈には軸方向に走行する平滑筋が見られず,このことが軸方向への変形が見られなかった原因かもしれない.

The wheel cuts off the blood vessel and the wheel cuts off the arc. This phenomenon shows that the inner wall of the blood vessel is compressed, the outer wall is expanded, and the inner wall is residual. The physiological state of the blood vessel wall is different from that of the inner wall. The applicant has been affected by the smooth contraction and relaxation of the ribs over the years. In this study, the influence of axial direction on the distribution of stress in smooth muscle contraction was investigated. This year, the influence of artery shape violation was known, and the Japanese white house white A rectangular sample is prepared by extracting the blood vessels in the circumferential direction and the axial direction. The length of the specimen is 5mm in the neck, 3mm in the thigh, and 1mm in the short side. Smooth muscle contraction is used in the concentration of 10 <-9>^ M to 10^<-5>M, and the opening angle at the time of increase is measured. In the circumferential direction, the opening angle of the sample is about 250° at the beginning of the neck and thigh artery.NE concentration increases with the change, and the neck artery is 10 <-8>^ M <-6>at the beginning, and the straight line decreases by 150° at the end. Thigh artery in case of 10 <-9>^<-7>M The sex artery is more smooth than the sex artery. Thigh arteries are sensitive to low NE concentrations and the cause of smooth muscle volume differences. In case of sample in axial direction, the initial value is about 240° in carotid artery, 190° in thigh artery, and the NE concentration increases with the change of concentration. The tissue image is modulated and the artery runs in the opposite direction of the axis. The smooth rib is visible, and the axis direction is visible.

项目成果

松本 健郎: "平滑筋収縮・弛緩によるラット大動脈の残留ひずみ変化(大動脈上の位置による応答の変化)" 日本機械学会論文集C編. 63・607. 853-858 (1997)

Takeo Matsumoto：“由于平滑肌收缩和松弛引起的大鼠主动脉残余应变的变化（根据主动脉位置的响应变化）”日本机械工程师学会会刊，C 版 63・607。 (1997)

T. Matsumoto: "Mechanical and Dimensional Adaptation of Rabbit Carotid Artery Cultured in vitro" Medical and Biological Engineering and Computing. (in press).

T. Matsumoto：“体外培养的兔颈动脉的机械和尺寸适应性”医学和生物工程与计算。

大橋俊朗: "矩形断面ピペットを使った生体軟組織弾性率の測定に関する解析と実験" 日本機械学会論文集C編. 63・607. 867-874 (1997)

Toshiro Ohashi：“使用矩形截面移液器测量生物软组织弹性模量的分析和实验”日本机械工程师学会会刊，C版63・607（1997）。

松本健郎: "高血圧に対するラット胸大動脈平滑筋の力学応答" トヨタヒューマンライフ支援バイオメカニクスシンポジウムII. 89-94 (1998)

Takeo Matsumoto：“大鼠胸主动脉平滑肌对高血压的机械反应”丰田人类生命支持生物力学研讨会 II 89-94（1998）。

松本健郎: "血管壁のバイオメカニクスと平滑筋細胞" 混相流. 12・4. 334-341 (1998)

松本武夫：“血管壁和平滑肌细胞的生物力学”多相流12・4（1998）。