人体主动脉低密度脂蛋白输运机理研究

目的人体主动脉是动脉粥样硬化的高发区域,低密度脂蛋白(LDL)的输运机制与粥样硬化的形成和演变密切相关。方法基于流-固-热耦合方法构建了人体主动脉低密度脂蛋白的输运模型:首先利用临床计算机断层扫描图像(CTA)重建了两例人体健康主动脉的三维几何模型;随后采用计算血流动力学方法模拟了脉动血流在主动脉内部的时空演化,同时考虑了非牛顿血流与超弹性壁面的流-固耦合、血液流动与热量传递的流-热耦合,最后通过对流扩散输运方程预测了LDL在主动脉内部的输运机制。结果数值模拟结果表明,LDL在主动脉壁面的低壁面剪切力(TAWSS)区域优先富集(r>0.648),壁面温度与LDL浓度正相关(r>0.596),相对停留时间(RRT)较长及拓扑剪切变化指数(TSVI)较低的区域均呈现出高LDL浓度。结论本研究利用计算血流动力学方法初步揭示了LDL在健康主动脉的输运机制,有助于测量及调控LDL的极化现象,研究成果为深入探究动脉粥样硬化提供了全新的理论依据。