腹主动脉瘤修复引起肾动脉狭窄和肾功能异常的血流动力学研究

通过置入跨肾动脉覆膜支架进行腹主动脉瘤腔内修复术（EVAR）可以有效治疗腹主动脉瘤，然而术后部分患者会发生肾动脉狭窄、肾功能异常等后遗症状。申请人推测，覆膜支架置入后，腹主动脉处血流流场发生的重大变化可能是导致此类后遗症的根源。基于此，本项目将从血流动力学角度出发，探究术后肾动脉狭窄、肾功能异常的成因。具体研究内容包括：1）用医学影像与三维建模技术获得覆膜支架置入前后人体腹主动脉、肾动脉的血管模型；2）采用计算机数值模拟、PIV流场显示技术获得覆膜支架置入前后肾动脉内血流流场，分析血流动力学参数、肾动脉管壁应力以及肾脏血流灌注的变化；3）利用体外力学加载技术研究力学环境改变对肾动脉内皮细胞、平滑肌细胞的影响；4）研究力学环境改变对肾动脉内血小板黏附、活化的影响。本课题的创新之处在于，将首次从血流动力学角度详细研究覆膜支架置入对肾动脉和肾功能的影响。

本项目针对跨肾动脉覆膜支架植入后部分患者发生肾动脉狭窄和肾功能异常的临床问题，利用数值计算、体外实验的方法研究跨肾动脉覆膜支架植入如何影响肾动脉内血流动力学特征。具体开展了如下6个方面的工作：1）基于医学影像，建立了人体腹主动脉瘤（介入修复手术前、后）及肾动脉的三维模型；2）研究了覆膜支架植入对肾动脉血流动力学环境的影响，发现理想的覆膜支架植入不会对肾动脉产生负面影响；3）研究了覆膜支架发生移位时，对肾动脉血流动力学环境的影响，发现覆膜支架对肾动脉入口的遮挡会明显影响肾动脉内的血流环境，具有潜在危险；4）研究了腹主动脉瘤患者下肢运动对肾动脉血流环境的影响，发现下肢运动虽然有利于动脉瘤内的血液流动，但对肾动脉内血流环境产生不利影响；5）开展PIV实验，对数值模拟结果进行验证；6）开展内皮细胞、平滑肌细胞体外力学加载实验，研究了不同力学加载条件对细胞生物学行为的影响。项目在基本按计划完成研究任务的同时又有所延伸，关注了下肢运动对肾动脉的影响、覆膜支架内漏有关的血流动力学问题等。此外，项目组成员还开展了广泛的学术交流活动。