动脉移植是治疗部分心脏病和心血管疾病的重要手段,但供体严重不足;低温保存可相对缩短供、受体间时空差异,缓解供需矛盾;然而动脉低温保存技术尚不完善,且其临床应用远未普及。本项目针对目前动脉低温保存过程存在的诸多问题,从生物传热学、细胞低温生物学、临床医学和生物力学结合角度出发,实验研究了各种低温冷冻保存方法和玻璃化保存方法对: i)动脉断裂行为、动脉壁细胞活性、动脉壁组织病理学和超微结构,ii)动脉的单轴拉伸应力-应变关系、弹性模量、破坏行为,iii)松弛、蠕变和滞后环等粘弹性力学行为等诸多方面的影响。此外,为定量评估低温保存过程动脉壁各类细胞所受"胞内冰"损伤,本研究建立了修正的胞内冰成核及其生长过程的通用模型,该模型较为完善地诠释了低温生物学领域细胞损伤的两因素假说,其预测结果可形象地给出细胞内水透过细胞膜外渗与其在细胞内相变这两种过程的竞争制约关系,并可用于理论预测细胞内玻璃化,是研究细胞低温损伤的有效工具。将以上实验结果和理论分析结合,初步建立了低温保存动脉在耦合评价指标下的质量评估方法,该方法可用于有效遴选最优化低温保存方法,以期将高质量的低温保存动脉应用于临床。
英文主题词artery; cryopreservation; viscoelasticity; intracellular ice; fracture