摘要：动脉粥样硬化的演变是一种错综复杂的现象,其中包含炎症反应,脂质沉积和血管生成的相互作用。本研究提出了一种生-化耦合的数学模型,模拟脂质沉积,单核细胞、巨噬细胞募集和血管生成来研究动脉粥样硬化斑块对微环境动态变化的病理生理反应。定量的计算斑块微环境中细胞(内皮细胞,巨噬细胞,平滑肌细胞等)和非细胞成分(低密度脂蛋白,促炎性细胞因子,血管外血浆浓度等)的时间演变,可以提供一种斑块进一步演化可能性的预测模型。本研究将该模型应用于真实的病人影像中,利用4个患者的初诊VH-IVUS影像数据作为模型的输入条件,内膜增厚,脂质的分布以及斑块内出血与患者的随访VH-IVUS数据显示出定性一致性。比较具有和不具有血管生成的模型,可以证明利用新生血管系统,从渗漏的血管壁渗出并积聚到动脉粥样硬化病变位置的血液成分的重要作用。这些成分将导致脂质核心和炎性微环境的形成,最终促进斑块向易损型发展。改变模拟过程中,脂质沉积浓度和单核细胞、巨噬细胞募集密度,显示出了不同的发展结果,这表明对于不同的病例,对于脂质浓度和炎性细胞密度的变化有不同的敏感程度。该模型可以作为研究斑块发展的病理机制的理论平台,并且可以有助于动脉粥样硬化最佳治疗策略的设计,例如降脂、抗炎和抗血管生成疗法。

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