主动脉根部双向三维流固耦合模型用于指导主动脉瓣置换术中猪瓣和牛瓣的选择

目的猪瓣和牛瓣是主动脉置换(AVR)术中常用的生物瓣膜,但临床上对于两种瓣膜的选择还没有定论。本文根据猪瓣和牛瓣的血流动力学和应力/应变等力学性能对两种瓣膜进行详细比较,这将有助于更好地了解瓣膜的力学机制和优化AVR术中瓣膜类型的选择。方法结合主动脉瓣各向异性的材料性质,患者左心室流出道的血流速度和主动脉压力数据,建立双向三维主动脉根部流固耦合(FSI)模型。构建了19、21、23、25 mm 4种瓣膜尺寸和2种瓣膜类型(猪瓣和牛瓣)在内的8个FSI模型以研究瓣膜类型和尺寸对AVR手术效果的影响。结果与猪瓣相比,牛瓣有更好的血流动力学性能,有更低的最大流速(7.17%),更小的平均跨瓣压差(8.92%),更大的几何开口面积(9.56%)和更低的流体剪切应力(6.61%)。在收缩高峰期,牛瓣瓣叶上的平均应力低于牛瓣,4个牛瓣模型的平均应力值为93.25±8.72 k Pa,比猪瓣膜模型低5.76%。本研究还观察到,置换较大尺寸的猪瓣和牛瓣可显著改善它们的血流动力学性能和平均瓣叶应力。25 mm牛瓣模型的最大血流速度、平均跨瓣压差、最大流体剪切应力和瓣叶上的平均应力分别比19 mm低36.98%、39.05%、38.83%和18.90%。结论初步建模结果表明,牛瓣具有更好的血流动力学性能和更低的瓣叶平均应力。

各向异性PCL/明胶复合人工心脏瓣膜瓣叶材料的制备及性能

为制备模拟人体原生瓣膜层状结构及力学各向异性的人工心脏瓣膜瓣叶材料,采用静电纺丝技术,以不同质量配比的聚己内酯(PCL)和明胶为原料,通过调整各层纤维膜的纤维排列情况,顺序堆叠纺制3层结构的PCL/明胶复合支架。结果表明,PCL质量体积比为10%时,随着明胶质量分数增加,纤维直径和复合支架厚度随之增加,复合支架的弹性模量和极限抗拉强度减小。其中,PCL和明胶质量配比为5∶3的复合支架在两个相互垂直方向上的弹性模量分别为(26.98±3.01)MPa和(3.39±0.36)MPa,各向异性比约为7.96,接近原生主动脉瓣的力学各向异性比,其体外脉动流测试显示有效开口面积(EOA)为1.79 cm^(2)、平均跨瓣压差(MPD)为1.67 kPa(即12.52 mmHg)、反流分数(RF)为24.22%。同时,制备的复合支架溶血率均小于5%,细胞相对增殖率均大于80%,具有良好的血液相容性和细胞相容性,有望应用于人工心脏瓣膜瓣叶材料。

国产C-L短柱侧倾碟瓣主动脉瓣置换术后中期血流动力学的评价

目的观察国产C-L短柱侧倾碟瓣主动脉瓣置换术后中期血流动力学的表现,并评价其功能。方法选择20例单纯主动脉瓣置换术后>5年的患者分为2组,C-L短柱侧倾碟瓣组:采用C-L短柱侧倾碟瓣(21mm)行主动脉瓣置换术;M edtron ic-H a ll组:采用M edtron ic-H a ll侧倾碟瓣(21mm)行主动脉瓣置换术,每组10例。比较两组静息状态下的最大跨瓣压差(ΔP)、平均跨瓣压差(ΔPm)和瓣膜有效开口面积(EOA)。结果在静息状态下,C-L短柱侧倾碟瓣组和M edtron ic-H a ll组的ΔP分别为11.63±3.23mmHg(1kPa=7.5mmHg)和9.78±3.35mmHg,ΔPm分别为6.25±2.32mmHg和5.85±2.32mmHg,EOA分别为1.07±0.17cm2和1.25±0.27 cm2,两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论主动脉瓣置换术后中期血流动力学检测结果显示,C-L短柱侧倾碟瓣与M edtron ic-H a ll侧倾碟瓣的血流动力学结果相似,其功能良好,是一个可靠的心脏瓣膜。

多普勒测定人工心脏瓣膜血流动力学研究

上海碟瓣是我国近年自行设计制造的机械人工心脏瓣膜。本研究是用脉冲多普勒超声及彩色多普勒血流量显象术,对国人功能正常和功能异常的人工心脏瓣膜血流动力学进行检测。为病人术后随访人工心脏瓣膜功能,提供一种无创性诊断技术和有关血流动力学正常数据,并为人工瓣膜功能异常提供重要信息。