血管壁内残留ひずみに対する血管平滑筋の影響のバイオメカニクス的検討

血管平滑肌对血管壁残余应变影响的生物力学研究

• 批准号: 06855012
• 负责人: 松本 健郎
• 金额: $ 0.58万
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06855012/
• 关键词: 残留応力・ひずみ; 血管; 平滑筋; バイオメカニクス

【背景】摘出血管を輪切りにして輪の一ケ所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、外壁に引張りの円周方向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を一様に保っている可能性を示唆する現象である。本研究では血管壁内に存在する平滑筋細胞の圧縮・弛緩が血管壁内のひずみ分布に影響を与える可能性を調べた。【方法】ラット胸大動脈からリング状試料を切出して37℃の酸素加クレブスーリンゲル液中で輪を切断した。ノルアドレナリン(NE)、二トロプルシドナトリウム(SNP)で平滑筋を夫々、完全収縮・弛緩させ、これに伴う試料形状の変化を観察した。また隣接する円筒状試料を用い平滑筋収縮・弛緩時の内圧-外径関係を夫々求めた。以上のデータを基に、血管壁が等方・均質・非圧縮性であり、試料形状が切断前は円、切断後は円弧であるという仮定の下に各内圧における壁内ひずみを算出した。【結果】NE・SNPの投与に伴って円弧状試料の開きの程度は夫々有意に増加・減少し、平滑筋の収縮・弛緩が残留ひずみを夫々増加・減少させることが判った。残留ひずみの存在により血管壁内の円周方向ひずみはある内圧において一様となる。そこで各内圧で計算されたひずみを基にしてこの内圧を推定した。その結果、平滑筋が完全弛緩した場合にはひずみが一様になる内圧は60mmHgより低いのに対し、完全収縮の場合にはその圧は200mmHgを越えることが明らかとなった。【考察】血管平滑筋は機械的引張刺激や体液性刺激により収縮する。このような刺激は、体内では血圧が上昇する際に発生する。血管平滑筋が血圧の高低に応じて収縮・弛緩することにより、広い範囲に亙って血管壁内のひずみを一様にし得る可能性が示された。大動脈平滑筋は血管径の制御だけでなく、壁内ひずみの制御をも行っているのかも知れない。

[Background] The blood vessels are cut off in turn. This phenomenon indicates that the inner wall of the blood vessel is compressed, the outer wall is expanded, and the circumferential direction of the blood vessel is remained. The physiological state of the blood vessel wall is maintained. This study investigated the possibility of the existence of smooth muscle cells in the blood vessel wall and their influence on the distribution of smooth muscle cells in the blood vessel wall. [Method] Cut out the acid solution at 37℃. The shape of the specimen is observed by the following: smooth rib, complete contraction, relaxation and change of specimen shape. The relationship between internal pressure and external diameter of adjacent cylindrical samples is obtained by smoothing the contraction and relaxation. The above parameters are calculated according to the shape of the sample before and after cutting, and the internal pressure of the vessel wall is calculated according to the internal pressure. [Results] NE·SNPs were added to the sample, and the degree of opening was increased intentionally, and the degree of relaxation was increased. The presence of residual substances in the peripheral direction of the blood vessel wall All internal pressure calculations are based on internal pressure estimates. The result is that when the tendon is completely relaxed, the internal pressure is 60mmHg. When the tendon is completely relaxed, the internal pressure is 200mmHg. When the tendon is completely relaxed, the internal pressure is 60 mmHg. [Investigation] Vascular smooth tendon mechanical tension stimulation and humoral stimulation The stimulation and rise of blood pressure in the body occur at the same time. The possibility that the blood pressure of the smooth muscle of the blood vessel will decrease and relax will be demonstrated. Arterial smooth muscle, blood vessel diameter control, wall control, internal control.

项目成果

Takeo Matsumoto: "Analysis of Stress and Strain Distribution in Hypertensive and Normotensive Rat Aorta Considering Residual Strain" ASME,Journal of Biomechanical Engineering. (in press).

Takeo Matsumoto：“考虑残余应变的高血压和正常血压大鼠主动脉的应力和应变分布分析”ASME，生物力学工程学杂志。