160 likes | 289 Views
ΜΑθημα ETY-494 «Ειςαγωγη ςτην ΒιοϊατρικΗ ΜηχανικΗ». Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών , Σχολή Θετικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο Κρήτης Δρ. Γ εώργιος Βλαστός (E-mail: vlastos@materials.uoc.gr) Ιστοσελίδα Μαθήματος: http://www.materials.uoc.gr/courses/ETY494.
E N D
ΜΑθημα ETY-494«Ειςαγωγη ςτην ΒιοϊατρικΗ ΜηχανικΗ» Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών, Σχολή Θετικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο Κρήτης Δρ. Γεώργιος Βλαστός (E-mail: vlastos@materials.uoc.gr) Ιστοσελίδα Μαθήματος: http://www.materials.uoc.gr/courses/ETY494 Αλληλεπίδραση Μηχανικών και Γενετικών Παραγόντων στην Αθηροσκλήρωση
ΑΘΗΡΟΣΚΛΗΡΩΣΗ • Η αθηροσκλήρωση είναι αποτέλεσμα της συγκέντρωσης λιπαρών ουσιών στο αρτηριακό τοίχωμα • Η στένωση της αρτηρίας προκαλεί μείωση της αιματικής ροής • Έτσι δημιουργούνται κλινικά προβλήματα, όπως εγκεφαλικό, καρδιακή προσβολή
ICAM-1 VCAM-1 Mo LDL Endothelial Cells Nox Lox, MPO M Nox Neointimal SMC Foam cells Ox-LDL MCP-1 Migration Proliferation O2•- Smooth Muscle Cells Fibroblasts ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΙΝΔΥΝΟΥ, ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ ΣΤΡΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΩΡΗ ΑΘΗΡΟΣΚΛΗΡΩΣΗ Hypertension Hyperglycemia/Diabetes Hypercholesterolemia Oscillatory Shear Stress TNF IL-1 Ang II Weiss et al. AJC 2001;87:25-32
A B Fatty-Streak Formation Endothelial Dysfunction C D Formation of Advanced Lesion Unstable Fibrous Plaque ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΤΗΣ ΑΘΕΡΟΓΕΝΕΣΗΣ Ross R. NEJM 1999;340:115-126
ΕΡΩΤΗΜΑ: • Γιατί ενώ όλες οι αρτηρίες εκτίθενται στην ίδια συγκέντρωση της λιποπροτεϊνης LDL στο αίμα, έχουμε αθηρωματικές πλάκες μόνο στις διακλαδώσεις και στις καμπυλώσεις των αρτηριών;
ΚΑΝΑΛΙ ΡΟΗΣ ΓΙΑ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΣΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑ Τιμές διατμητικής τάσης παρόμοιες με αυτές στο αρτηριακό σύστημα (περίπου 12 dynes/cm2)
ΚΑΝΑΛΙ ΡΟΗΣ ΓΙΑ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΤΥΡΒΩΔΟΥΣ ΡΟΗΣ ΣΤΑ ΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ • Προσομοίωση των συνθηκών σε διακλάδωση αρτηρίας
ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥ ΕΥΘΕΙΟΥ ΚΑΙ ΤΟΥ ΔΙΑΚΛΑΔΩΜΕΝΟΥ ΚΟΜΜΑΤΙΟΥ ΤΗΣ ΑΡΤΗΡΙΑΣ
ΕΣΤΙΑΚΗ ΦΥΣΗ ΤΗΣ ΑΘΗΡΟΣΚΛΗΡΩΣΗΣ ΣΤΗΝ ΚΑΡΟΤΙΔΑ Malek et al. JAMA 282:2035-2042, 1999
ΑΙΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΤΑΣΗ Malek et al. JAMA 282:2035-2042, 1999
ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΗΣ ΑΘΕΡΟΓΕΝΕΣΗΣ Malek et al., JAMA 1999;282:2035-2042
ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΤΑΣΗ Malek et al. JAMA 282:2035-2042, 1999
Signal transduction Gene expression Maximum activation Maximum activation Activation Activation Basal activity Ras Basal activity MCP-1 mRNA ERK c-fos mRNA JNK min min 60 120 240 0 180 0 30 60 ΧΡΟΝΙΚΗ ΑΝΤΑΠΟΚΡΙΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΓΟΝΙΔΙΑΚΗΣ ΕΚΦΡΑΣΗΣ ΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΣΤΗΝ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΤΑΣΗ Chien et al. Hypertension 1998;31:162-169
ΠΡΩΤΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ • Οι αιμοδυναμικές δυνάμεις μπορούν να μεταβάλλουν τη δομή και τη λειτουργία των ενδοθηλιακών κυττάρων και των κυττάρων του μυϊκού ιστού • Οι αιμοδυναμικές δυνάμεις αλλάζουν το γονιδιακό προφίλ των παραπάνω κυττάρων ανάλογα με τη συγκεκριμένη ροή (στρωτή η τυρβώδης) • Υπάρχουν επιπτώσεις στην αγγειοχειρουργική, όπως π.χ. στην χειρουργική bypass. Θα πρέπει να λαμβάνεται υπ’όψη το μηχανικό ταίριασμα μεταξύ του εμφυτεύματος και του αγγείου, ώστε να να αποφεύγεται η δημιουργία περίπλοκων συνθηκών ροής
Προτεινόμενα βιβλία για μελέτη Αιμοδυναμική των Αγγειακών Παθήσεων Κατσαμούρης Α.Ν. και Χατζηνικολάου Ν.Σ. 2001, Εκδόσεις Σταμούλης, ISBN-10: 0-387-25631-8, ISBN-13: 978-0387-25631-3 Introduction to Bioengineering. Advanced Series in Biomechanics-Vol. 2 Y.C. Fung (Ed.), World Scientific, 2001 ISBN 981-02-4023-6, ISBN 981-02-4398-7 (pbk) Transport Phenomena in Biological Systems. George A. Truskey, Fan Yuanand David F.Katz. Pearson Prentice Hall. ISBN: 0-13-042204-5 Mechanosensing and Mechanochemical Transduction in Extracellular Matrix Biological, Chemical, Engineering, and Physiological Aspects Silver, Frederick H. 2006, XVI, 296 p., 145 illus., Hardcover ISBN-10: 0-387-25631-8, ISBN-13: 978-0-387-25631-3 Tissue Mechanics Cowin, Stephen C., Doty, Stephen B. Springer Verlag, 2007, XVI, 682 p., 300 illus., Hardcover ISBN-10: 0-387-36825-6, ISBN-13: 978-0-387-36825-2 Physics of the Human Body Irving P. Herman 2007, Springer Verlag ISBN-10 3-540-29603-4, ISBN-13 978-3-540-29603-4 Vascular Mechanics and Pathology Thubrikar, Mano J. 2006, XXIV, 496 p., 255 illus., 21 in colour, Hardcover ISBN-10: 0-387-33816-0, ISBN-13: 978-0-387-33816-3 The Physics of Coronary Blood Flow Series: Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering Zamir, M. 2005, XVIII, 410 p., 269 illus., 4 in colour, Hardcover ISBN-10: 0-387-25297-5, ISBN-13: 978-0-387-25297-1 Textbook of Medical Physiology A.C. Guyton & J.E. Hall 2006, Elsevier, ISBN 0-7216-0240-1, International Edition ISBN 0-8089-2317-X …όπως επίσης και πάρα πολλά papers!