血管内脂质的浓度极化与血管搭桥术后静脉血管老化（加速粥样硬化）现象的相关性研究

植入动脉系统的静脉的加速粥样硬化是搭桥手术后期失败的重要原因。本课题提出的科学问题是：1）动脉搭桥植入的静脉血管的加速粥样硬化是否与脂质的浓度极化现象有关？2）如回答是肯定的，如何防治它？本课题将从致粥样性脂质传质的角度，验证申请人的三个科学推测： 1）静脉血管动脉化和脂质的浓度极化现象是搭桥静脉加速粥样硬化的根源，理由是：移植后，静脉内的脂质浓度极化会加剧，导致植入静脉的加速粥样硬化；2）对搭桥术植入的静脉血管施以外部支撑可防止其动脉化，使渗入搭桥静脉血管壁的脂质仍能穿壁而过，不易在血管壁中沉积，从而可防止植入静脉的加速粥样硬化；3）在体外用组织工程血管生物反应器在动脉压和脉动流条件下对用于搭桥的静脉血管进行预处理（preconditioning）将有助于抑制脂质在此搭桥静脉血管壁的沉积，从而可防止搭桥静脉血管的加速粥样硬化。本课题是申请人提出的动脉粥样硬化"浓度极化"理论的深化和拓展

静脉桥的加速粥样硬化是动脉搭桥手术后期失败的重要原因。我们推测，脂质如低密度脂蛋白（LDL）等在血管内壁表面的浓度极化可能在此过程中扮演了重要的角色。为了验证这一科学推测，本课题采用计算机数值模拟和动物模型实验的方法，研究了低密度脂蛋白（LDL）的浓度极化对LDL在搭桥静脉中的吸收、沉积的影响。研究表明，在动脉血压下，静脉桥血管壁的水力传导系数Lp明显增大，致使其渗流率急剧增加、远高于宿主动脉（5-7倍于动脉的渗流率），并随流动壁面切应力的升高而升高。静脉桥中物质输运的数学物理模型和动物模型实验研究均表明，静脉桥中的高渗流率会使静脉桥管腔内壁面LDL浓度极化恶化、导致LDL在静脉桥中的快速沉积。除此而外，静脉桥的高渗流率还可通过对流传输的方式，直接将低密度脂蛋白带入血管壁，加速其在管壁内的沉积。荧光标记LDL（DiI-LDL）实验测试结果表明，DiI-LDL在静脉血管壁中的沉积量比动脉血管高出36倍，这一结果与数学物理模型数值模拟结果基本吻合（数值模拟结果为：静脉的吸收量高出动脉约48倍）。这可能就是为何静脉桥会产生加速粥样硬化的重要原因。基于这些研究发现，我们提出采用ePTFE人造血管对静脉桥进行外部支撑来减缓其动脉化，以达到防止静脉桥产生加速粥样硬化的目的。动物实验研究表明，外部支撑确实可显著减缓静脉桥的加速粥样硬化。.本项目还数值模拟研究了LDL在4中不同血管搭桥模型（即传统的30°、45°、60°搭桥模型以及S型搭桥模型）管壁的浓度分布。数值模拟研究表明，S型搭桥虽然在宿主动脉远心端吻合口处具有较少的LDL聚集，但是在静脉桥的壁面有高于传统搭桥的LDL浓度，这可能对其静脉桥不利。