血管生物力学与力学生物学研究进展

血管生物力学主要探讨血管细胞如何感知力学刺激、力学如何影响疾病发生发展以及开发多种数理模型来分析力学因素对疾病的作用。近年来,血管生物力学领域的研究蓬勃发展,各科研团队从不同方向解析血管的力学生物学过程,以期深入了解血管生物力学因素影响各种血管疾病进程的调控机制,为心脑血管疾病的防治提供基于力学生物学的理论基础。本文基于国内外专家团队并结合本团队研究工作,对血管力学生物学领域近期的研究热点和新兴趋势进行总结探讨,为把握血管力学生物学领域热点和探索新的研究方向提供系统框架。

心血管生物力学研究的新进展

心血管生物力学研究领域最重要的新进展有两个方面:一是心血管力学生物学研究。阐明力学因素如何产生生物学效应而导致血管重建,研究心血管信号转导通路和力学调控途径,从细胞分子水平深入了解心血管活动和疾病发生的本质;二是以临床影像为基础的心血管生物力学建模与个体化手术设计研究。应用流体力学理论,结合医学影像和先进的流场测试技术,进行心血管建模与定量分析,研究心血管功能新的无创检测技术和个体化治疗体系设计,为心血管病的诊断、治疗和预警提供生物力学的解决方案。本期心血管生物力学专刊发表了7篇国内同行的相关研究论文。这些论文的内容涵盖了血管壁细胞力学生物学和紧密结合临床的心血管生物力学建模研究,反映了我国心血管生物力学研究的一些新进展。

第四届世界生物力学大会简介

“第四届世界生物力学大会”(4^(th) World Congress onBiomechanics)于2002年8月3～11日在加拿大卡尔加里(Calgary,Canada)召开。会议主办单位为卡尔加里大学,参会人数约1600人。参加会议的主要国家包括:美、英、德、日、加、意、法、中国和中国香港等50余国家和地区。会议交流的论文篇数约为1680篇(含口头报告及墙展)。中国中科院力学所、中日友好医院、四川大学。

血管细胞在体力学微环境简析

在脉搏血压和血流作用下血管承受的弹性应力、黏性剪切应力以及管壁基质的力学特性构成血管细胞的在体力学微环境,这些力学刺激参与调控管壁细胞的生物学响应,诱导血管组织的重建和病变。虽然目前有大量关于血管力学生物学的实验研究,但是体外实验中施加的力学刺激与血管生理和病理条件的定量相关性仍缺乏必要的讨论。总结血管细胞在体力学微环境的量化评估方法,聚焦生理位置和老化对管壁力学行为的影响。探讨细胞力学微环境的生理和病理特性,以及对当前血管力学生物学研究的启示。

心血管跨尺度机制研究与生物力学模型

心血管系统在时间和空间上均具有多尺度特点,其中微观机制决定着微观结构并最终影响宏观功能。目前,心血管系统研究在各个尺度上均有一定进展,但各维度的整合与应用还处于起步阶段。结合分子生物学与细胞生物学技术、多组学技术、小动物模型构建技术、多尺度成像与功能检测技术以及计算机建模技术,将不同尺度实验数据进行整合,可以更好地理解心血管生理与病理特征。这种研究模式已在心肌钙信号、心脏与血管重塑、血流动力学、心脏动力学等研究中得到应用,为相关机制研究提供了新思路和新途径,并有望在分子到生理水平上实现对心血管系统的虚拟仿真,从而为特异性心血管疾病诊断、手术方案设计、非侵入性精准诊断、预测评估等提供新方法和新标准。

冠脉生理学检测技术发展2021年研究进展

心血管疾病是危害人类生命健康最严重的疾病之一,中国每5人中就有2人死于心血管疾病。心肌缺血是重要的心血管疾病之一。心肌血流储备分数(fractional flow reserve,FFR)用于量化心外膜下冠状动脉狭窄是否产生心肌缺血;微血管阻力指数(index of microcirculatory resistance,IMR)是定量评价冠脉微循环状态的有创指标。传统FFR和IMR测量临床上依靠导丝,在最大充血态下进行介入测量,临床上辅助心肌缺血的诊断。基于冠脉造影的caFFR和caIMR(coronary angiography-derived FFR and IMR)无需介入操作、无需血管扩张药物、无禁忌症限制,可以快速同步计算FFR和IMR,进而辅助冠脉介入手术的诊疗。本文总结了近年来基于冠脉造影的caFFR和caIMR以及其他冠脉生理学检测技术的研究进展。进一步开展基于造影的FFR和IMR组合研究,从宏观到微观开展冠脉功能学研究具有重要的临床价值。