ΜΑΘΗΜΑ ETY-494

«ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΒΙΟΪΑΤΡΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ»

Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών, Σχολή Θετικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο Κρήτης

Δρ. Γεώργιος Βλαστός (E-mail: vlastos@materials.uoc.gr)

Ιστοσελίδα Μαθήματος: http://www.materials.uoc.gr/courses/ETY494

Αλληλεπίδραση Μηχανικών και Γενετικών Παραγόντων στην Αθηροσκλήρωση

ΑΘΗΡΟΣΚΛΗΡΩΣΗΑΘΗΡΟΣΚΛΗΡΩΣΗ

2

Η αθηροσκλήρωση είναι αποτέλεσμα της συγκέντρωσης λιπαρών ουσιών στο αρτηριακό τοίχωμα

Η στένωση της αρτηρίας προκαλεί μείωση της αιματικής ροής

Έτσι δημιουργούνται κλινικά προβλήματα, όπως εγκεφαλικό, καρδιακή προσβολή

TNFIL-1

Ang II

Fibroblasts

Hypertension Hyperglycemia/Diabetes

HypercholesterolemiaOscillatory Shear Stress

Endothelial Cells

MCP-1Migration

Proliferation

Neointimal SMCFoam cells

NoxLox, MPO

Nox

Smooth Muscle Cells

LDL

Ox-LDL

O2•-

Weiss et al. AJC 2001;87:25-32

ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΙΝΔΥΝΟΥ, ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ ΣΤΡΕΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΚΙΝΔΥΝΟΥ, ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ ΣΤΡΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΩΡΗ ΑΘΗΡΟΣΚΛΗΡΩΣΗΠΡΟΩΡΗ ΑΘΗΡΟΣΚΛΗΡΩΣΗ

M

MoICAM-1VCAM-1

3

ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΤΗΣ ΑΘΕΡΟΓΕΝΕΣΗΣΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΤΗΣ ΑΘΕΡΟΓΕΝΕΣΗΣ

Ross R. NEJM 1999;340:115-126

B

Fatty-Streak Formation

C

Formation of Advanced Lesion

D

Unstable Fibrous Plaque

Endothelial Dysfunction

A

4

ΕΡΩΤΗΜΑ:ΕΡΩΤΗΜΑ:5

Γιατί ενώ όλες οι αρτηρίες εκτίθενται στην ίδια συγκέντρωση της λιποπροτεϊνης LDL στο αίμα, έχουμε αθηρωματικές πλάκες μόνο στις διακλαδώσεις και στις καμπυλώσεις των αρτηριών;

ΚΑΝΑΛΙ ΡΟΗΣ ΓΙΑ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΚΑΝΑΛΙ ΡΟΗΣ ΓΙΑ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΣΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑΣΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑ

6

Τιμές διατμητικής τάσης παρόμοιες με αυτές στο αρτηριακό σύστημα (περίπου 12 dynes/cm2)

ΚΑΝΑΛΙ ΡΟΗΣ ΓΙΑ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΚΑΝΑΛΙ ΡΟΗΣ ΓΙΑ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΤΥΡΒΩΔΟΥΣ ΡΟΗΣ ΣΤΑ ΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑΤΥΡΒΩΔΟΥΣ ΡΟΗΣ ΣΤΑ ΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ

Προσομοίωση των συνθηκών σε διακλάδωση αρτηρίας

7

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥ ΕΥΘΕΙΟΥ ΚΑΙ ΤΟΥ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥ ΕΥΘΕΙΟΥ ΚΑΙ ΤΟΥ ΔΙΑΚΛΑΔΩΜΕΝΟΥ ΚΟΜΜΑΤΙΟΥ ΤΗΣ ΑΡΤΗΡΙΑΣΔΙΑΚΛΑΔΩΜΕΝΟΥ ΚΟΜΜΑΤΙΟΥ ΤΗΣ ΑΡΤΗΡΙΑΣ

8

ΕΣΤΙΑΚΗ ΦΥΣΗ ΤΗΣ ΑΘΗΡΟΣΚΛΗΡΩΣΗΣ ΣΤΗΝ ΚΑΡΟΤΙΔΑΕΣΤΙΑΚΗ ΦΥΣΗ ΤΗΣ ΑΘΗΡΟΣΚΛΗΡΩΣΗΣ ΣΤΗΝ ΚΑΡΟΤΙΔΑ

Malek et al. JAMA 282:2035-2042, 1999

9

ΑΙΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΤΑΣΗΑΙΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΤΑΣΗ

Malek et al. JAMA 282:2035-2042, 1999

10

ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΗΣ ΑΘΕΡΟΓΕΝΕΣΗΣΜΟΝΤΕΛΟ ΤΗΣ ΑΘΕΡΟΓΕΝΕΣΗΣ

Malek et al., JAMA 1999;282:2035-2042

11

ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΚΑΙ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΤΑΣΗΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΤΑΣΗ

Malek et al. JAMA 282:2035-2042, 1999

12

ΧΡΟΝΙΚΗ ΑΝΤΑΠΟΚΡΙΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΧΡΟΝΙΚΗ ΑΝΤΑΠΟΚΡΙΣΗ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΓΟΝΙΔΙΑΚΗΣ ΕΚΦΡΑΣΗΣ ΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΣΤΗΝ ΓΟΝΙΔΙΑΚΗΣ ΕΚΦΡΑΣΗΣ ΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΣΤΗΝ ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΤΑΣΗΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΤΑΣΗ

Chien et al. Hypertension 1998;31:162-169

Basal activity

Maximum activation

Act

ivat

ion

60 120 180 240min

0

MCP-1 mRNAc-fos mRNA

Gene expression

Act

iva

tio

n

30 60min

Ras

ERK

JNK

Basal activity

Maximum activation

Signal transduction

0

13

ΠΡΩΤΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑΠΡΩΤΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Οι αιμοδυναμικές δυνάμεις μπορούν να μεταβάλλουν τη δομή και τη λειτουργία των ενδοθηλιακών κυττάρων και των κυττάρων του μυϊκού ιστού

Οι αιμοδυναμικές δυνάμεις αλλάζουν το γονιδιακό προφίλ των παραπάνω κυττάρων ανάλογα με τη συγκεκριμένη ροή (στρωτή η τυρβώδης)

Υπάρχουν επιπτώσεις στην αγγειοχειρουργική, όπως π.χ. στην χειρουργική bypass. Θα πρέπει να λαμβάνεται υπ’όψη το μηχανικό ταίριασμα μεταξύ του εμφυτεύματος και του αγγείου, ώστε να να αποφεύγεται η δημιουργία περίπλοκων συνθηκών ροής

14

Προτεινόμενα βιβλία για μελέτηΠροτεινόμενα βιβλία για μελέτη

Αιμοδυναμική των Αγγειακών Παθήσεων

Κατσαμούρης Α.Ν. και Χατζηνικολάου Ν.Σ.

2001, Εκδόσεις Σταμούλης, ISBN-10: 0-387-25631-8, ISBN-13: 978-0387-25631-3

Introduction to Bioengineering. Advanced Series in Biomechanics-Vol. 2

Y.C. Fung (Ed.), World Scientific, 2001

ISBN 981-02-4023-6, ISBN 981-02-4398-7 (pbk)

Transport Phenomena in Biological Systems.

George A. Truskey, Fan Yuan and David F.Katz. Pearson Prentice Hall.

ISBN: 0-13-042204-5

Mechanosensing and Mechanochemical Transduction in Extracellular Matrix

Biological, Chemical, Engineering, and Physiological Aspects

Silver, Frederick H.

2006, XVI, 296 p., 145 illus., Hardcover

ISBN-10: 0-387-25631-8, ISBN-13: 978-0-387-25631-3

Tissue Mechanics

Cowin, Stephen C., Doty, Stephen B.

Springer Verlag, 2007, XVI, 682 p., 300 illus., Hardcover

ISBN-10: 0-387-36825-6, ISBN-13: 978-0-387-36825-2

Physics of the Human Body

Irving P. Herman

2007, Springer Verlag

ISBN-10 3-540-29603-4, ISBN-13 978-3-540-29603-4

Vascular Mechanics and Pathology

Thubrikar, Mano J.

2006, XXIV, 496 p., 255 illus., 21 in colour, Hardcover

ISBN-10: 0-387-33816-0, ISBN-13: 978-0-387-33816-3

The Physics of Coronary Blood Flow

Series: Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering

Zamir, M.

2005, XVIII, 410 p., 269 illus., 4 in colour, Hardcover

ISBN-10: 0-387-25297-5, ISBN-13: 978-0-387-25297-1

Textbook of Medical Physiology

A.C. Guyton & J.E. Hall

2006, Elsevier, ISBN 0-7216-0240-1, International Edition ISBN 0-8089-2317-X

…όπως επίσης και πάρα πολλά papers!

15