双轴拉伸下股腘动脉力学与结构变化OA

目的 探讨股腘动脉(FPA)在双轴拉伸条件下的力学响应、组织结构变化及本构描述特征。方法 选取3岁、体质量40 kg的五指山雌性小型猪下肢股动脉(FA)和腘动脉(PA)样本,采用平面双轴拉伸实验获取应力-应变数据,并结合弹性纤维-范吉森(EVG)染色、Masson染色、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)免疫组织化学染色及透射电子显微镜(TEM)观察拉伸前后血管壁结构变化;基于双轴实验数据,采用改进的四纤维多项式应变能密度函数模型对FA和PA进行本构参数拟合。结果 FA与PA在双轴加载下均呈明显非线性应力-应变关系,在等双轴加载条件下均表现为周向应力高于轴向应力。FA拉伸后,α-SMA阳性面积占比由85.55%降至54.16%(P<0.001)。FA弹性纤维面积占比由42.61%降至33.67%(P<0.01)、PA由43.07%降至36.94%(P<0.05),FA和PA胶原纤维面积占比分别由39.94%升至40.72%(P>0.05)、25.96%升至31.63%(P>0.05)。同时,两组血管壁平滑肌相关结构均发生形态变化,弹性纤维相关结构连续性降低并呈局部断续化趋势。TEM显示,FA与PA在拉伸前即存在超微结构差异。本构拟合结果表明,多项式模型对FA的描述效果整体优于PA,其中FA轴向和周向总体R^(2)分别为0.874 4和0.871 6,而PA周向拟合精度相对较低。结论 FA与PA在双轴拉伸条件下均表现出非线性力学特征,并伴随血管壁平滑肌细胞、弹性纤维及胶原纤维相关结构改变;两者初始组织结构特征差异及加载后的结构重排,可能共同影响其后续力学响应,且PA周向力学行为的本构表征难度更高。