血管内支架网格参数影响脑动脉瘤治疗的血流动力学研究

血流动力学被认为与脑动脉瘤发生、发展与破裂出血密切相关。我们前期研究发现，血管内支架通过改变载瘤动脉与瘤内血流动力学而发挥重要作用，同时促进瘤颈的解剖愈合，实现载瘤动脉的血管重建。而支架网孔是影响血流动力学的关键因素，但其具体机制仍未明确，而目前仍无确切有效的支架设计能够达到弹簧圈栓塞的效果。本课题拟通过基于弹性酶诱导兔动脉瘤模型建立三维模型，以CFD模拟技术分析血管及瘤体形态对血流动力学影响；利用CFD模型，以流场特征和血流动力学参数为指标，研究支架网格密度对脑动脉瘤血流动力学影响；在动脉瘤体内模型中植入改制的密网孔支架，以病理组织学和流体力学参数验证CFD结果，同时观察密网孔支架对动脉瘤颈愈合和侧枝血管血流的影响；利用在体实验方法对CFD模型进行校正和评价。从体外到体内的序贯研究中，研究支架影响脑动脉瘤的流体力学机制，为脑动脉瘤的血管内治疗新疗法提供有力证据。

本课题基于前期在血管内支架对动脉瘤内血流动力学影响的基础上，进一步开展支架网格参数影响脑动脉瘤治疗的血流动力学研究。本项目共分为3部分：1）基于三维DSA影响的动脉瘤模型建立与数值模拟研究：采用猪弹性酶诱导建立兔能行动脉瘤模型，对其血管造影资料进行三维重建后，应用数值模拟分析流畅特征。2）密网孔支架植入对动脉瘤血流动力学的数值模拟研究：在兔动脉瘤模型中，植入不同孔率支架后3个月随访，采用Micro-CT再现体内支架，发现支架孔率在体内外的差异。采用CFD计算方法，结果显示支架植入后血壁面切应力降低、瘤内及载瘤动脉内流场复杂性降低、冲击域强度变弱。比较不同孔率支架对动脉瘤内流场影响的结果显示，随着支架孔率降低。速度峰值和壁面切应力也有显著下降，40%-60%的支架孔率可导致动脉瘤愈合。3） 密网孔支架对动脉瘤血流动力学影响的体内验证：通过微导管测压方法证实，密网孔支架植入并未引起动脉瘤内压力变化；比较愈合与未愈合组流场特征，发现两组间在壁面切应力及RRT上的显著差异；植入不同网格密度的密网支架均能达到77.8%以上的治愈率，而对分支血管通畅性无影响。本课题从体外到体内的序贯研究，证实支架网格参数对动脉瘤内血流动力学的影响，并可导致动脉瘤的愈合。基于这一研究发现，申请专利2项，发表论文12篇，形成自主知识产权的血流导向装置Tubridge系统，并已开展临床研究，已成为脑动脉瘤的一种全新治疗方法。