Interstitial transmural flow and shear stress in a blood vessel wall
Bir kan damarı duvarındaki interstisyel doku içi akış ve kayma gerilimi
- Tez No: 882789
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ABDULLAH KEREM UĞUZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Kimya Mühendisliği, Bioengineering, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Vasküler düz kas hücreleri (VDKH'ler) üzerinde uygulanan kayma stresindeki değişiklikler, VDKH'lerin anormal çoğalması ve göç etmesine neden olabilir, bu da kardiyovasküler hastalık ilerlemesine yol açabilir. Bu tezde; yaşın, insanın ana karotis arterindeki (AKA) mekanik çevresel gerilime, doku içi sıvı akışına, sıvı kayma gerilimine etkisi, FEBio yazılımı kullanarak iki tamamlayıcı çalışma biçiminde hesaplamalı yöntemlerle incelenmiştir. Yaşın etkisi modellere, malzeme özelliklerindeki ve geometrideki değişikliklerle uyarlandı. İnsan AKA'nin üç ayrı katmanını içeren ve anizotropik lif destekli malzemelerden oluşan arteriyel halka modelinde, lümen basıncına bağlı mekanik tepki ve interstisyel doku içi akış hesaplandı. Bu model homojen olduğundan ve VDKH'leri içermediğinden kayma gerilimi, ikinci bir çalışmada, bifazik ve anizotropik bir VDKH, elastin tabakaları ve kollajenden oluşan ve de media katmanın temsili eden katmansal birim modeliyle hesaplandı. Arteriyel halka modelinden elde edilen sıvı hızı, bu katmansal birimin giriş sıvı hızı olarak uyarlandı. Sonuç olarak, mekanik tepkiler oldukça yüksek doğrusal olmayan davranış gösterdi. Daha genç modeller daha az çevresel esneme sergiledi. Fizyolojik basınç aralığında (FBA) lümen basıncı arttıkça arteriyel katmanların radyal sıkışması, bütün arter duvarının sıvı iletkenliğinde bir azalmaya neden oldu. Toplam sıvı iletkenliği, genç ve yaşlı arter duvarlarında sırasıyla %48 ve %16 azaldı. Böylece basınç altında radyal yöndeki ortalama doku içi sıvı akış hızı, genç arterlerde %14 ve yaşlı arterlerde %91 artış gösterdi. Ortalama sıvı akışı genç AKA'da yaklaşık 4 kat daha yüksek iken, katmansal ünite içindeki VDKH'lerin üzerindeki ortalama kayma gerilimi, sırasıyla yaşlı ve genç ünitelerinde 0,2 ve 0,8 dyne/cm² olarak gözlemlendi. En büyük lokal kayma gerilimi ise sırasıyla 2,5 ve 7 dyne/cm² olarak bulundu. VDKH'ler tarafından deneyimlenen kayma gerilimi yaşlı arterlerde çok daha büyük boyutlarda olduğundan, bu arterlerde genç arterlere kıyasla kardiyovasküler hastalık ilerlemesinin daha hızlı olabileceği sonucu çıkarıldı.
Özet (Çeviri)
Alterations in shear stress exerted on vascular smooth muscle cells (VSMCs) may result in abnormal VSMC proliferation and migration, which may result in cardiovascular disease progression. In this dissertation, the effect of age on mechanical circumferential stress, interstitial fluid velocity, and fluid shear stress in the human common carotid artery (CCA) is investigated computationally in two complementary studies using FEBio software. The effect of age is adapted via changes in material properties and geometry. In the arterial ring model of the human common carotid artery (CCA) with three distinct biphasic layers with anisotropic fiber-reinforced materials, the mechanical response and the interstitial fluid flows are calculated as the lumen is pressurized. Since the model is homogenous and doesn't consider VSMCs, the shear stress is calculated in the second study incorporating a biphasic medial lamellar unit as a representative volume unit of media layer consisting of an anisotropic single VSMC, elastin layers, and collagenous domain. The resulting fluid velocity of the arterial ring is applied as an inlet fluid velocity to the lamellar unit. As a result, the mechanical responses show strongly nonlinear behavior. Younger models exhibit less circumferential stretch. The radial compression of the arterial layers resulted in a decrease in hydraulic conductivity of the whole artery as the lumen pressure increases in the physiological pressure range (PPR). The total hydraulic conductivity is reduced by 48% in the young and 16% in the aged arterial walls. Consequently, the average radial interstitial flux increases with pressure by 14% in the young and 91% in the aged arteries. The average fluid flux is found to be around 4 times higher in young CCA. Accordingly, the average shear stresses on VSMCs are found to be 0.2 and 0.8 dyne/cm² in the aged and young lamellar units. The maximum local shear stresses are found to be 2.5 and 7 dyne/cm², respectively. These amounts of shear stress experienced by the VSMCs are more significant in aged arteries and may accelerate cardiovascular disease progression more than in young arteries.
Benzer Tezler
- İnflamatuvar barsak hastalığı tanılı hastalarda meselazin kullanımına bağlı nefrotoksisite gelişimi
The development of nephrotoxicity due to the use of meselazine in patients with A diagnosis of inflammatory bowel disease
FUAT ALBAYRAM
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2021
İç HastalıklarıTokat Gaziosmanpaşa Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDURAHMAN ŞAHİN
- Akciğer kanseri tanısında bronkoskopik incelemenin önemi
The significance of bronchoscopic evaluation in the diagnosis of lung cancer
ZEVCET YILMAZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2001
Göğüs Hastalıklarıİstanbul ÜniversitesiGöğüs Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUSTAFA YAMAN
- Interstitial as a mode of production of space in socially and politically engaged spatial practices
Sosyal ve politik olarak adanmış mekânsal pratiklerde bir mekân üretim biçimi olarak aradalık
TUBA DOĞU
Doktora
İngilizce
2020
Mimarlıkİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TONGUÇ AKIŞ
DOÇ. DR. GÖKÇEÇİÇEK SAVAŞIR
- Arayer atomsuz (IF-Interstitial Free) çelikte farklı deformasyon oranları ve tavlama sıcaklıklarının tane büyümesine etkisi
The effect to the grain growth of annealing temperatures and different deformation rates in interstitial free steel (IF)
FİLİZ EROL DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiZonguldak Karaelmas ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FATMAGÜL KOLTUK
- COVID-19 pnömonili olgularda postinfeksiyöz interstisyel akciğer anormalitesi [Interstıtıal Lung Abnormalıty (ILA)] paternlerinin araştırılması
Investigation of post-infectious Interstitial Lung Abnormality (ILA) patterns in COVID-19 pneumonia cases
EMRE BOZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
Radyoloji ve Nükleer TıpSağlık Bilimleri ÜniversitesiRadyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN SÖKER