【摘要】 比较正常和动脉粥样硬化动物模型升主动脉的蠕变特性，确定动脉粥样硬化对升主动脉蠕变特性的影响。在日本岛津电子万能试验机上对正常和病态各10个试样进行蠕变实验。蠕变实验的应变增加速度为5%/s。设定实验时间为7 200 s，采集100个数，以一元线性回归分析的方法处理实验数据。结果表明：正常和病态组升主动脉蠕变最初600 s变化较快，之后应变缓慢上升，正常组7 200 s蠕变量为1.4%，病态组7 200 s蠕变量为0.97%。说明蠕变曲线是以指数关系变化的，动脉粥样硬化对升主动脉蠕变特性具有一定影响。
【关键词】 大鼠;动脉粥样硬化;模型;蠕变;流变特性
Abstract：To compare ascending aorta creep characteristics of the normal and atherosclerotic animal model to identify the effect of atherosclerosis on ascending aorta creep characteristics.The creep experiments at electron Shimadzu universal testing machine were carry out on normal and pathological specimens of the ten.The increase of the experimental creep strain rate was 5%/s.The experimental time was set for 7200s，100 experimental data were collected and treated by one linear regression analysis.The ascending aorta creep of the normal and pathological groups were initially faster at 600s，then strain increased slowly， the volume of normal group creep was 1.4% at 7200s，the volume of pathological group creep was 0.97% at 7200s.The creep curve is the relationship between changes in index， atherosclerosis of the ascending aorta has a certain impact on the creep characteristics.
Key words：Rat; Atherosclerosis; Model; Creep; Rheological characteristics
1 引 言
动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)是导致人类死亡的头号杀手，因此，国内外医学界对AS关注程度也日益增长[1]。AS是一种全身疾病，主要累及大中动脉，基本病变是动脉内膜的脂质沉积、内膜灶状纤维化及平滑肌细胞和结缔组织增生，引起内膜灶纤维性增厚及粥样斑块形成，使动脉壁变硬，管腔狭窄，并引起继发性病变，特别是心、脑血管等器官的缺血性病变[2]。
长期以来，国内外学者对AS的发病机制进行研究的学说甚多，但确切病因尚未完全阐明。传统的学说如脂质渗入学说，巨噬细胞受体缺失学说、中层平滑肌细胞增生学说、内皮细胞损伤学说、血栓源学说、血流动力学学说。内皮细胞损伤学说及损伤应答和炎症学说等，其中任意一种学说均不能全面解释AS的发生与发展，AS发病机制和治疗对策的探究成了医学研究的热点[2]。
主动脉为体循环的动脉主干，起自左心室向右前上方行走达右侧第2胸肋关节高度，弯向左后方，至第4胸锥体左侧，沿脊椎下降。穿隔肌主动脉裂孔入腹腔，继续下行，至第4腰锥体下缘分为左右髂总动脉。根据行程，主动脉可分为主动脉升部、主动脉弓和主动脉降部[3]。
国内外学者对主动脉血管的粘弹性力学性质作了一些研究[4-7]。Tanaka等对狗的腹主动脉等进行了应力松弛和松弛函数研究[4]，得出了归一化松弛函数，国外学者的研究以正常动物血管居多。国内李洪等[5]对腹主动脉进行了粘弹性研究，朱伟民等[6]对肾主动脉进行了粘弹性研究，黄丽红等[7]对升主动脉进行了粘弹性研究。
关于动脉粥样硬化动物模型复制国内、外学者作了大量的研究[8-10]，其中杨晓玲等[8]建立了一种简单可行的动脉粥样硬化模型，其特点是不用手术损伤动脉内膜，方法简单，快捷，对实验动物TC、TG、LDL和HDL测定及模型大鼠主动脉主织学观察证明动脉粥样硬化模型复制的非常成功。
关于实验大鼠动脉粥样硬化模型主动脉蠕变特性报道较少。预防和治疗动脉粥样硬化有必要了解动脉粥样硬化对主动脉蠕变特性的影响。我们按文献[8]的方法复制大鼠动脉粥样硬化模型，取正常对照组大鼠和模型组大鼠升主动脉进行蠕变实验，得出了正常对照组和模型组大鼠升主动脉蠕变实验数据和曲线，定量地得出正常对照组和模型组大鼠升主动脉应变与时间的变化规律，以一元线性回归分析的方法处理实验数据，得出了正常对照组和模型组大鼠升主动归一化蠕变函数方程，并对实验结果进行了讨论。
2 材料与方法
2.1 材料
实验动物为普通级雄性4月龄SD大鼠20只，体重165～200 g，由长春高新医学动物实验中心提供，许可证号：SCXK(吉)2003-0004。将20只大鼠随机分成正常对照10只，模型组10只。
2.2 模型制备
按文献[11]的方法复制动脉粥样硬化模型，模型组大鼠实验前禁食过夜，自由饮水，实验第1 d晨8：00维生素D3(300 000IU/kg)右后侧后肢股部肌肉注射，尼古丁25 mg/kg溶于花生油中灌胃(0.01ml/gW)，晚6：00相同剂量的尼古丁重复灌胃一次，同时给予高脂饲料(3%胆固醇，0.5%胆酸钠，0.2%丙基硫氧嘧啶，5%白糖，10%猪油，81.3%基础饲料);对照组：生理盐水肌注和单纯花生油灌胃，同时给予普通饲料喂养，饲养4周后以腹主脉放血法处死大鼠，取出大鼠升主动脉，以生理盐水浸湿的沙布包裹标本，装入塑料袋中，密封后置于-20℃冰箱内保存备用。
2.3 方法
实验前取出标本，在常温下解冻，以手术刀切取试样，以准长度理论，用读数显微镜测量试样的长度和直径。试样长10～12 mm，直径0.92～1.06 mm。将试样置于生理盐水槽中待用。
3 两组试样应力松弛实验
将试样的长度和直径输入到控制机器的计算机内，升主动脉和其它软组织一样，其弹性主要来自熵的改变，因而不存在唯一的状态。这样组织会随加载、卸载循环次数而变化，要多次重复才能达到稳定状态。本实验在同一应力水平下分别对每个标本反复加-卸载30次，预调处理后进行实验[5-12]。
将标本置于pH值为7.4的生理盐水有机玻璃缸内，将有机玻璃缸置于试验机工作台上，标本上端部与试验机上夹头连接，将试样装夹于软组织夹具内，试样两端装夹于夹具内长度4～6 mm，有效长度6 mm。下端与试验机下夹头连接，试验机带有-35℃～250℃环境温箱，可自动调节温度和保持温度恒定，本实验在36.5+0.5℃的温度下进行 。以50%/min的应变增加速度对标本施加应变。当正常对照组标本应变达到5.012%，模型组应变达到4.626%，各组应力达到3.88 MPa时使应变保持恒定，应变随时间改变不断上升。计算机程序设定从时间t(o)开始采集数据，每0.6 s采集一个数据，采集10次，之后每10 s采集一个数据，采集40次;之后每136 s采集1个数据，采集50次，共采集100个数据，历时7 200 s。达到设定时间后，打印机自动打印出实验数据和曲线。
3.1 统计学方法
以spaa11.0进行统计分析，计数资料以x±s表示，采用随机分组设计的单因素法进行分析，采用Dunnett3方法进行两两比较，检验显著性为P&<0.05。
4 结果
2组标本实验曲线经计算机拟合后见图1，2组标本归一化蠕变函数曲线见图2。
蠕变曲线是以指数关系变化的，因此设：
J(t)=a+be-1(1)
由最小二乘法确定a、b
令φ(a、b)=∑ni=1[J(t)-J实]2
正则方程∑11i=1a+∑11i=1e-1b=∑11i=1J实
∑11i=1ae-t+∑11i=1e-t2b=∑11i=1e-tJ实(2)
图1 蠕变函数曲线
Fig 1 The curve of creep function
图2 归一化蠕变函数曲线
Fig 2 The curve of normalized creep function
将实验数据代入(2)式，解出各组的a、b值，将各组的a、b值代入(1)式得出：
正常对照组：
J(t)=1t=0
1.0591-0.0591e-tt&>0
模型组：
J(t)=1t=0
1.0529-0.0529e-tt&>0
5 讨论
实验结果表明，正常对照组7 200 s蠕变量为1.4%，模型组7 200 s蠕变量为0.97%，正常对照组7 200 s蠕变量显著大于模型组(P&<0.05)。
动脉粥样硬化是一种与年龄相关的疾病，严重危害人类健康，建立一个良好的简单易行的动脉粥样硬化模型是人们进一步认识和防治动脉硬化的研究手段[2]。本实验结果表明按文献[8]的方法复制动脉粥样硬化模型是可行的。文献[8]对模型组大鼠血浆TC，TG，LDL和HDL分别升高625%，52%和274%(P&<0.01)，HDL降低44%，其组织学分析结果表明模型组主动脉管腔变小，内膜明显增厚，内膜下大量平滑肌细胞(SMC)增生，脂质斑块弥漫，可见泡沫细胞积聚，斑块底部泡沫细胞发生变化性坏死，内弹力层和中弹力板发生变性、断裂和崩解，在内膜和中膜均出现了大量的斑块和炎细胞浸润[2]。
血管可分为内层、中层和外层，血管的力学性质主要取决于中层，后者又取决于其中的胶原纤维，弹性纤维和平滑肌的性质、空间构形[4]。分析认为动物模型升主动脉粥样硬化后，血管的组织受到不同程度的损伤，细胞发生坏死，内弹力层和中弹力层断裂，胶原纤维和弹性纤维也同样会不同程度的损伤，动脉硬化的主动脉弹性显然会降低，所以对动脉血管的蠕变特性具有一定影响。
本文旨在以生物力学的观点，研究正常和动脉粥样硬化动物模型升主动脉的蠕变流变特性，为研究动脉粥样硬化的发病机理和其它动脉血管疾病提供参考。
参考文献
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