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: 169
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
- Siklofosfamid ile sistit oluşturulan sıçanların detrusor düz kasında kasılma yanıtlarının mekanizmasının incelenmesi
Investigation of contraction mechanisms in detrusor smooth muscle of rats having cyclophosphamide-induced cystitis
MERVE DENİZALTI
Doktora
Türkçe
2015
Eczacılık ve FarmakolojiHacettepe ÜniversitesiFarmakoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEZAHAT TUĞBA KANDİLCİ
PROF. DR. İNCİ ERDEMLİ
- Ağrılı mesane sendromu ve üriner mikrobiyata ilişkisinin incelenmesi
Investigation of the relationship between interstitial cystitis/bladder pain syndrome and urinary microbiota
ALPEREN BALABAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
MikrobiyolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiÜroloji Ana Bilim Dalı
PROF. AYDIN YENİLMEZ
- Gastroözefageal reflülü hastalarda interstisyel akciğer hastalığı
Interstitial lung disease in individuals with gastroesophageal reflux
OĞUZHAN AKSU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2009
GastroenterolojiSüleyman Demirel Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILDIRAN SONGÜR
- İnterstisyel akciğer hastalarında üst ve alt ekstremite maksimal egzersiz kapasitelerinin ve testler sırasındaki kas oksijeni ve enerji harcamasının karşılaştırılması
Comparison of upper and lower limb maximal exercise capacities and muscle oxygenation and energy consumption during tests in patients with interstitial lung disease
BEYZA NUR ÖYMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizyoterapi ve RehabilitasyonGazi ÜniversitesiFizyoterapi ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL BOŞNAK GÜÇLÜ