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in vitro血管壁損傷評価システム開発と動脈瘤発症メカニズムの生体力学的検討

体外血管壁损伤评估系统开发及动脉瘤发生机制生物力学研究

基本信息

批准号：
17656064
负责人：
大島まり
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,動物から摘出した血管組織を用い,生体内を模擬した培養環境下において,力学的作用による血管内壁の損傷の実験的評価行った.まず,血管損傷評価システムを開発し,次いで,同システムを用いて血管組織に流れを負荷し,流れによる壁面せん断応力が血管内壁に与える損傷について定量的に検討・考察した.血管試料として,日本白色家兎の胸部大動脈(直径約4mm)を用い,蛍光染色した試料を血管流路デバイスに装着し,灌流培養により流れを負荷しながら血管内面の観察を可能にした.同一試料において,体積流量を600〜2100mL/minと段階的に増加し,同様に流れの負荷と撮影を行った.壁面せん断応力に置き換えるとτ=26.7〜268dyn/cm^2である.なお,本研究におけるサンプル数は6である.損傷の評価指針として血管内皮細胞の個数密度に着目する.無作為に撮影した8箇所の観察領域(331μm×439μm)において,細胞個数密度を計測し,各観察領域における平均値と標準誤差を求める.そして,各流量条件での個数変化を計測することにより,壁面せん断応力との相関を検討した.以下に本研究で得られた結論を示す.・生体内を模擬した培養環境下において,血流を制御することで壁面せん断応力による血管内膜の損傷を観察・評価可能な血管損傷評価システムを開発した.・同システムを用い,日本白色家兎の胸部大動脈6サンプルに対して,段階的に壁面せん断応力を増加する実験を行い,血管内皮細胞の個数密度を用いて損傷の評価を行った.・壁面せん断応力が103〜154dyn/cm^2のときに,血管内皮細胞の個数密度が顕著に減少した.これより,血管内皮細胞は103〜154dyn/cm^2ではく離し損傷すると考えられる.・高壁面せん断応力を負荷した際の標準誤差の増大から,血管内皮細胞のはく離は,血管全体において局所的に生じると考えられる.

In this study, we evaluated the effects of mechanics on vascular wall damage in vitro and in vivo under simulated culture conditions. The vascular injury assessment system was developed, and then the same system was used to assess the vascular tissue flow load, the flow wall stress, the vascular inner wall stress and the vascular injury. Blood vessel specimen was prepared by using light staining of the thoracic artery (diameter about 4mm) of Japanese white house, and the vascular flow path of the specimen was installed. The perfusion culture was carried out under load, and the vascular inner surface was observed. For the same sample, the volumetric flow rate increases from 600 mL/min to 2100mL/min, and the load of the same sample increases. Wall surface τ=26.7 ~ 268dyn/cm^2. The number of cases in this study is 6. The number and density of endothelial cells in blood vessels are closely related to injury assessment. No effect was observed in the 8 observed areas (331μm×439μm). The cell density was measured. The mean value and standard error of each observed area were calculated. For example, the number of changes in flow conditions is measured, and the correlation between wall surface breaking force and wall surface breaking force is discussed. The following conclusions are drawn from this study. In vivo simulation of the culture environment, blood flow control, wall surface stress, vascular intima damage detection, evaluation of possible vascular damage evaluation, development of. In the same way, the Japanese white family's chest artery 6 points up, the wall surface of the stage increases, the number density of vascular endothelial cells is used to evaluate the damage. When the wall strength was 103 ~ 154dyn/cm^2, the density of endothelial cells decreased gradually. The vascular endothelial cells were 103 ~ 154dyn/cm^2. The standard error of the high wall surface breaking force increases, the endothelial cells of the blood vessels are separated, and the whole blood vessels are generated.