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筋肉の収縮速度と,骨格筋の心室における水力性能の関係

J C Jarvis¹, M M Kwende, A Shortland

¹Department of Human Anatomy and Cell Biology, University of Liverpool, UK. jcj@liverpool.ac.uk

|October 23, 1997

まとめ

骨格筋の心室は,心臓支援の可能性を示しているが,水力性能の課題に直面している. 手術技術と刺激プロトコルの改善は,動脈阻力に対するポンプ効果を高めるための鍵です.

科学分野:

バイオメディカルエンジニアリング
骨格筋の生理学骨格筋の生理学
ハートアシストデバイスハートアシストデバイス

背景:

電気刺激による骨格筋コンディショニングは,疲労耐性および重量比の改善により,心臓支援の可能性を秘めています.
心臓アシスタンスでの使用には,骨格筋の外科的再構成が必要ですが,それに関連する電力損失はよく理解されていません.
調節前と後,羊の背中筋 (LD) 筋肉ポンプの水力性能を調査した.

研究の目的:

条件付けされたおよび条件付けされていない羊のLD筋肉から構築された骨格筋心室 (SMVs) の水力性能を評価するために.
測定された液圧性能を,筋肉の力長と力速度データに基づくモデル予測と比較する.
SMVの心臓支援の有効性を制限する要因を特定する.

主な方法:

2Hz刺激または刺激なしの8週間の後,羊のLD筋肉の力-長さと力-速度の関係を in situで測定しました.
これらの筋肉から2つのサイズの骨格筋静脈 (SMV) を構築した.
SMVの液圧性能を評価し,筋肉の性質とストレス分布を組み込んだモデル予測と比較した.

主要な成果:

モデルの予測は,イソボリュメトリック機能と最適なアフターロードを合理的にマッチさせたが,フローと電力を過大評価した.
条件付けされた骨格筋の心室は,主に遅い収縮特性のために,低いパフォーマンスを示しました.
水力性能は,条件づけされた筋肉の収縮速度によって著しく影響を受けた.

結論:

動脈阻力に対して効率的にポンプをするためには,SMVは,この研究で構築されたものよりも低い内部抵抗 (圧力低下) を要求します.
手術技術と刺激プロトコルの進歩は,SMV機能の改善のために,より速く,疲労に耐える骨格筋を開発するために必要です.
SMVの設計とコンディショニングを最適化して,心臓アシスタンスアプリケーションを成功させるためにさらなる研究が必要である.

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