不同的生理学生物力学指标与大动脉直径增加相关,与正常成熟相比,动脉瘤进展在小鼠
Yufan Wu1, Krashn Kumar Dwivedi1, Jacob Rother1
1Department of Mechanical Engineering and Materials Science, Washington University in St. Louis, St. Louis, MO, United States.
概括
马凡综合征 (MFS) 导致胸前大动脉动脉瘤 (TAA). 小鼠大动脉中的生物机械变化显示出正常生长过程中的不同模式,与MFS诱导的TAA进展相比.
科学领域:
- 心血管生物学 心血管生物学
- 结合组织疾病 结合组织疾病
- 生物机械工程 生物机械工程
背景情况:
- 胸前动脉动脉瘤 (TAA) 是Marfan综合征 (MFS) 的主要心血管并发症,这是由于纤维素-1突变而影响连接组织的遗传疾病.
- 虽然上升性大动脉 (ASC) 扩张在MFS中很常见,但整个胸前大动脉的变化可能导致剖析和破裂,使临床管理复杂化.
- 在严重的MFS形式中,将病态的大动脉扩张与正常成熟区分开来是具有挑战性的.
研究的目的:
- 量化和比较双轴生物力学指标在上升性大动脉 (ASC) 和下降性大动脉 (DSC) 的马方综合征 (MFS) 模型小鼠 (Fbn1mgR/mgR, MU) 和野生型 (WT) 小鼠.
- 确定与WT小鼠正常大动脉成熟相关的生物力学差异,与不同年龄 (1-4个月) 的MU小鼠的动脉瘤进展相比.
主要方法:
- 使用了严重的马芬综合征 (Fbn1mgR/mgR,MU) 和野生型 (WT) littermates 的小鼠模型.
- 在ASC和DSC的量化双轴生物力学指标 (例如,储存的应变能量,应力,增量模块) 在1,2,3和4个月的年龄.
- 采用多变量混合效应模型来分析生物力学特性与大动脉直径之间的关系.
主要成果:
- 在WT和MU小鼠中观察到特定于年龄和位置的大动脉扩张和改变的生物力学指标,基因类型之间具有明显的模式.
- 在WT小鼠中,储存的应变能量和周围应力是正常成熟期间ASC和DSC直径的关键预测因素.
- 在MU小鼠中,增加的材料刚度 (周边和轴向增量模块) 主要预测了大动脉直径,表明TAA的病理变化.
结论:
- 在正常成熟过程中大动脉直径的变化和马凡综合征相关的TAA进展是由不同的生物力学机制驱动的.
- 生物力学指标,如储存的应变能量,应力和材料刚度,为MFS中TAA独特的病理途径提供了洞察力.
- 这些发现强调了在了解和管理TAA时,除了简单的直径测量之外,考虑各种生物力学因素的重要性.
