7.4.3　支架植入有限元模型

血流动力学异常是心血管不同区域再狭窄的重要因素。支架植入可以恢复狭窄动脉的正常血流，但不可避免地会导致与ISR密切相关的内腔发生不利的血液动力学变化。近年来，数值模拟已成为研究血流与动脉壁之间相互作用的一种广泛使用的方法。尽管对支架植入的血流动力学的研究取得了良好的结果，但大多数结果都是基于理想模型的计算，例如Chen等人模拟了在支架扩张过程中血管壁的机械响应以及尺寸和位置的错误。

在数值模拟中使用了一些假设，包括先前研究中经常使用的牛顿血液。虽然一些结果得出结论，在某些血流动力学研究中，血液的非牛顿行为被忽略，但血液动力学测量的准确性可能会降低。因此，应该为单个动物模型测量血液的黏度，以执行更准确模拟。动脉被认为是刚性的，在血流过程中没有变形，但是在脉动流中动脉可能会经历各种结构变化，以后可以通过使用流固耦合模型分析来克服，或者建立损伤诱导生长模型来进行研究。Fereidoonnezhad等提出了一个基于微结构的损伤诱导生长模型来模拟支架内再狭窄，为新内膜的大量生长建立了一个演化方程，其中考虑了由于支架诱导的损伤引起的平滑肌细胞迁移和增殖。力学生物学生长模型提供了支架内再狭窄与支架部署后的细胞水平之间的联系。

OCT在介入过程中被广泛使用，因为它可以在PCI期间提供空前的斑块和支架结构的高清可视化。通常，OCT和CTA的组合一直被用于血管模型的3D重建，它精确地再现了动脉壁的几何形状。比如Chiastra等使用OCT和CTA重建患者的冠状动脉分叉血管，并模拟不同支架植入后血流微环境的变化。这些研究表明，支架植入物的位置不当会显著改变血管的机械环境，因此对ISR的发生具有重要影响。但是，上述研究都没有通过将数值模拟与真实动物病理模型进行比较来验证数值模型。(https://www.daowen.com)

近年来，已经多个课题组进行了将数值模拟和动物实验相结合的研究，以探究影响支架植入后ISR产生的因素。Caputo等人研究了从支架处理过的真实猪动脉重建的几何模型中，WSS和降低氧气浓度的作用。他们的结果证明，血管曲率的扰动可以诱发刺激ISR的血液动力学条件。Zun等报告了一种用于验证猪冠状动脉支架内再狭窄的计算机3D模型的方法，该多尺度模型包括用于从显微计算机断层扫描（micro-CT）获得的支架结构，血流和支架血管中组织生长的单尺度模型，包括平滑肌细胞增殖和细胞外基质产生，最后通过将建模结果与对猪植入支架后14天和28天的体内数据进行比较验证模型方法有效性。He等结合数值模拟和动物实验来研究血流动力学参数与狭窄血管中支架位置之间的关系及其对兔颈动脉ISR的影响，研究发现TAWSS与支架植入位置相关，而TWASS最低的血管段新生内膜最高。

通过结合医学影像进行数值模拟和动物模型，可以进一步探讨将来支架植入对狭窄血管重建的影响，并且可以为异常血液动力学下微血管内皮细胞吞噬对血管纤维化的影响提供一种手段。