主动脉瓣单叶置换在小儿生长中的瓣叶运动同步性和形状适应性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11902011
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1001.生物固体力学与生物流体力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The Subarterial Ventricular Septal Defect is located under the right cusp of aortic valve, with the infundibular septum either partially or completely missing, without adequate support for the valves, producing a prolapse of the right coronary valve. The preferred treatment is resuspension of the leaflet free margin, central or commissural plication. If neo aortic valve still occurs moderate or severe regurgitation after repair, the Single Aortic Cusp Replacement can be considered. Clinical data has shown that it is mostly satisfactory after the Single Aortic Cusp Replacement. But for some children, neo aortic valves occur regurgitation again..The neo-aortic valve is composed of a bovine pericardial leaflet and two native leaflets after the Single Aortic Cusp Replacement. The applicant proposes that the difference of mechanical property between the three leaflets may be one reason causes regurgitation for neo aortic valve. In addition, aortic annulus and native leaflets become lager as child grows. The bovine pericardial leaflet fixed by Glutaraldehyde never grows up. As their growth, it may cause aortic valve regurgitation..This program proposes to regulate the mechanical property of the bovine pericardium by controlling glutaraldehyde concentration, fixing time and prestress value. The leaflet is designed by geometrical shape mimicked the venous valve. This program investigates the closure performance of neo aortic valve by modeling in vitro models and its pulsatile flow experiment, and by finite element models and its simulation experiment. The applicant proposes to validate the experiment results by Single Aortic Cusp Replacement for sheep with different weights to mimic the growth. Finally, the applicant proposes to create biomechanical models based on in vitro experimental results and the medical images to evaluate the possibility of clinical utility. This research hopefully improves the adaptive capacity of neo aortic valve as the child grows and the long term effect after the Single Aortic Cusp Replacement.
干下型室间隔缺损导致右冠瓣失去支撑,易发生脱垂。首选瓣叶成形手术治疗后,若仍有中重度反流,考虑主动脉瓣单叶置换。临床统计数据表明:单叶置换后有的效果满意,有部分小儿主动脉瓣出现反流。单叶置换手术中植入的牛心包瓣叶与两个自体瓣叶组成新主动脉瓣。申请人提出,两种瓣叶力学属性的差异,可能是引起新主动脉瓣关闭不全的原因。此外,手术后瓣环和自体瓣叶会长大,而经过戊二醛固定的牛心包瓣叶不会生长。随着时间推移,可能引起主动脉瓣关闭不全。.本项目拟控制戊二醛浓度、固定时间和预应力大小,调控牛心包力学属性。瓣叶采用静脉瓣几何形状设计。构建体外模型脉动流实验,力学模型数值模拟计算。评估新主动脉瓣的关闭性能。对不同体重(模拟生长)的绵羊单叶置换,验证实验结果。基于实验结果结合病例影像数据构建力学模型,探讨生物力学结果的实用性。本研究有望提高新主动脉瓣对小儿生长的适应能力,改善主动脉瓣单叶置换手术的中、远期疗效。

结项摘要

为了探究儿童主动脉瓣单叶置换(Single valve replacement, AVR)术后主动脉瓣关闭不全(Aortic valve insufficiency, AI)的生物力学机制并提出应对措施,利用三维造型设计软件构建理想化主动脉瓣模型及术后生长模型,分别构建了改变置换瓣叶游离缘长度、瓣叶高度以及改进设计的一种凹型结构;利用有限元分析方法,比较不同结构尺寸对术后主动脉瓣运动同步性和关闭性能的影响。数值模拟结果表明,置换瓣叶的闭合滞后于自体瓣叶,自体瓣叶贴合于置换瓣叶游离缘下方2 mm处。术后6年出现明显的AI。增加瓣叶高度不能改善术后效果且会增加瓣叶的最大应力。增加游离缘长度10%能够改善术后效果,当游离缘增大到15%,会造成主动脉瓣过长,导致主动脉瓣产生不良的贴合。凹型主动脉瓣较传统结构更有利于瓣叶对合,能够有效降低最大应力20%,效果最佳。研究结论是,儿童行AVR术后,会使瓣叶运动不同步,对合点发生偏移,术后6年出现AI现象。建议裁剪为增加游离缘长度10%的凹型结构,不建议增加瓣叶高度。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A computational analysis of potential aortic dilation induced by the hemodynamic effects of bicuspid aortic valve phenotypes
二尖瓣主动脉瓣表型血流动力学效应引起的潜在主动脉扩张的计算分析
  • DOI:
    10.1016/j.cmpb.2022.106811
  • 发表时间:
    2022-04-18
  • 期刊:
    COMPUTER METHODS AND PROGRAMS IN BIOMEDICINE
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Hou,Qianwen;Tao,Keyi;Qiao,Aike
  • 通讯作者:
    Qiao,Aike
Effect of Valve Height on the Opening and Closing Performance of the Aortic Valve Under Aortic Root Dilatation.
主动脉根部扩张时瓣膜高度对主动脉瓣开闭性能的影响
  • DOI:
    10.3389/fphys.2021.697502
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in physiology
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Hou Q;Liu G;Liu N;Zhang H;Qu Z;Zhang H;Li H;Pan Y;Qiao A
  • 通讯作者:
    Qiao A
Numerical Simulation of the Hemodynamic Effects of Bicuspid Aortic Valve Phenotypes on Aortic Dilation
二叶式主动脉瓣表型对主动脉扩张血流动力学影响的数值模拟
  • DOI:
    10.2139/ssrn.3995233
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    SSRN Electronic Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qianwen Hou;Keyi Tao;Tianming Du;Hongge Wei;Honghui Zhang;Shiliang Chen;Youlian Pan;Aike Qiao
  • 通讯作者:
    Aike Qiao
儿童主动脉瓣单叶置换术后瓣叶适应性的数值分析
  • DOI:
    10.16156/j.1004-7220.2021.06.006
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘宁;侯倩文;柳思聪;李晓;潘友联;乔爱科
  • 通讯作者:
    乔爱科

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其他文献

大动脉调转手术规划的生物力学机理研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    北京工业大学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    顾兆勇;潘友联;贾荣玺;刘迎龙;董念国;乔爱科
  • 通讯作者:
    乔爱科
窦管交界锥度对生物瓣影响的脉动流实验研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    生物医学工程学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾荣玺;马云菲;顾兆勇;潘友联;柳思聪;乔爱科;郭超;董念国;李晓锋;刘迎龙
  • 通讯作者:
    刘迎龙
心室流腔角度对主动脉瓣影响的脉动流实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    北京生物医学工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    顾兆勇;刘桂梅;潘友联;乔爱科
  • 通讯作者:
    乔爱科
主动脉瓣部分关闭和完全开放的有限元分析
  • DOI:
    10.16156/j.1004-7220.2018.02.001
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘桂梅;潘友联;付文宇;乔爱科
  • 通讯作者:
    乔爱科

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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