人体心血管系统钙化物矿物学特征及临床与病理表现研究

本项目研究拟围绕人体心血管系统主动脉、冠状动脉、二尖瓣和主动脉瓣中钙化物质矿物学标识性特征及其临床与病理形态学表现这一关键科学问题，将现代矿物学观测研究方法与组织病理学研究方法相结合，发挥合作研究单位拥有的丰富的标本资源优势，在详细开展心血管系统钙化物质的形成位置、数量粒径、聚集状态、表面微形貌、物相组成、化学成分、微量元素、晶体结构等矿物学精细特征及其影响因素研究的基础上，筛选心血管系统钙化作用的临床危险因素，探讨心血管系统钙化作用病理形态学特征，原位研究心血管系统钙化物周围有机组织结构的病理形态学和免疫组织化学特征，重点阐述人体心血管系统中钙化物质组成组构特性、病理形态学特征与临床影响因素特点的相关性，为进一步揭示心血管系统钙化作用的病理发生分子机制提供形态学基础，为未来心血管系统矿化作用的早期预防与干预治疗提供科学依据。

本项目研究着眼于矿物学与生物学交叉点，着手于人体病灶中矿化作用标识性，以矿物学与生物医学理论为指导，将现代矿物学观测研究方法与组织病理学方法相结合，充分利用现代矿物学分析仪器和设备，对人体心血管系统中钙化灶物质进行定位定量观测分析。重点采集人体心血管主动脉、冠状动脉和主动脉瓣三个部位标本，每处获得两份样品，其中一份用于矿物学特征观测分析，另一份用于病理组织学研究。成功制备出原位和分离钙化物样品，分析钙化物物相、成分、结构与形貌等精细特征，探讨钙化物质组成组构特性、病理形态学特征与临床影响因素的相关性。取得主要研究成果为：（1）临床影响因素显示，钙化作用发生与年龄的增长呈正相关，高血压、冠心病、糖尿病、慢性肾脏病、骨质疏松患者易发生心血管系统钙化作用。（2）病理形态学特征显示，90%钙化位置出现在动脉粥样硬化粥瘤内部，初期散布在胶原显微中的微小钙化颗粒物常与脂质核心共生。（3）钙化物矿物学特征揭示，血管、瓣膜等不同部位的钙化物矿物组成基本相同，主要物相是B型碳羟磷灰石，碳酸根取代羟基磷灰石中磷酸根的位置，不同部位显示不同的取代程度，主要组分Ca、P、C的来源以及CO32-取代PO43-的机制等成为钙化物成因的关键。（4）钙化物碳羟磷灰石含Fe、Zn、Sr和F等微量元素，其中Fe、Zn、Sr取代Ca的位置，F取代OH-的位置，微量元素种类和含量可成为钙化物标识病理作用的表现。（5）主动脉中钙化物碳羟磷灰石结晶度较高，主动脉瓣中次之，冠状动脉中较差，此由钙化物所处的有机组织结构空间狭窄与结晶物质供给不足所导致。（6）揭示钙化作用过程：初始的矿化离子被吸附到心血管系统脂质核心发生成核作用；早期介质中结晶物质较丰富，导致钙化物结晶中心较为发育，形成大量微小的球状钙化物；胶质核心中形成的钙化物质，逐渐影响与促进胶原纤维发生钙化作用；随着钙化物结晶生长，由于受到组织结构空间的限制与结晶物质浓度的影响，在不同组织中产生结晶程度与化学成分不同的钙化物；后期钙化作用与钙化胶原纤维发生共同结晶作用，与早期钙化物形成复杂的环状交织结构构造，并产生一定的孔隙，表现为块状钙化物特征。研究取得了人体心血管系统中钙化物质矿物学标识性特征及其临床与病理形态学表现的新认识，此为深入开展心血管系统钙化作用的病理机制研究奠定了一定基础。

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