动脉瘤生长、夹层与破裂的物理起源
组织与器官
2023-11-02 v1 生物物理
摘要
主动脉瘤破裂是迄今为止最致命的心脏病，死亡率超过 80%。目前尚无可靠的临床方案预测其生长、夹层与破裂，因为驱动动脉瘤进展的基础物理学未知。在此，通过体外实验，我们表明在脉动强迫下合成动脉中会出现血-壁扑动不稳定性。我们建立相空间，证明从稳定流动到不稳定主动脉扑动的转变可由基于第一性原理导出的扑动不稳定性参数准确预测。演化系统的时间分辨应变图揭示了驱动动脉瘤进展的主动脉扑动动力学特征。我们表明，即便没有材料重塑，低水平不稳定性也可触发永久性主动脉生长。超过次级阈值的足够大扑动会将壁内应变局部化至临床观察到的主动脉夹层长度尺度。最后，超过三级阈值的显著物理扑动最终可通过尸检所报告的失效模式诱发动脉瘤破裂。阐明动脉瘤进展的基础物理学可直接催生通过定位其物理起源来预测生长并拦截夹层与破裂的临床方案。
引用
@article{arxiv.2311.00652,
title = {The physical origin of aneurysm growth, dissection, and rupture},
author = {Tom Y. Zhao and Jin-Tae Kim and Min Cho and Akhil Narang and John A. Rogers and Neelesh A. Patankar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.00652},
year = {2023}
}