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学者姓名：乔爱科
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摘要 ：
ObjectiveHemodynamics-induced low wall shear stress (WSS) is one of the critical reasons leading to vascular remodeling. However, the coupling effects of WSS and cellular kinetics have not been clearly modeled. The aim of this study was to establish a multiscale modeling approach to reveal the vascular remodeling behavior under the interaction between the macroscale of WSS loading and the microscale of cell evolution. MethodsComputational fluid dynamics (CFD) method and agent-based model (ABM), which have significantly different characteristics in temporal and spatial scales, were adopted to establish the multiscale model. The CFD method is for the second/organ scale, and the ABM is for the month/cell scale. The CFD method was used to simulate blood flow in a vessel and obtain the WSS in a vessel cross-section. The simulations of the smooth muscle cell (SMC) proliferation/apoptosis and extracellular matrix (ECM) generation/degradation in a vessel cross-section were performed by using ABM. During the simulation of the vascular remodeling procedure, the damage index of the SMC and ECM was defined as deviation from the obtained WSS. The damage index decreased gradually to mimic the recovery of WSS-induced vessel damage. Results(1) The significant wall thickening region was consistent with the low WSS region. (2) There was no evident change of wall thickness in the normal WSS region. (3) When the damage index approached to 0, the amount and distribution of SMCs and ECM achieved a stable state, and the vessel reached vascular homeostasis. ConclusionThe established multiscale model can be used to simulate the vascular remodeling behavior over time under various WSS conditions.
关键词 ：
multiscale modeling multiscale modeling wall shear stress wall shear stress vascular remodeling vascular remodeling agent-based model agent-based model computational fluid dynamics computational fluid dynamics
引用：
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| GB/T 7714 | Chen, Shiliang , Zhang, Hanbing , Hou, Qianwen et al. Multiscale Modeling of Vascular Remodeling Induced by Wall Shear Stress [J]. | FRONTIERS IN PHYSIOLOGY , 2022 , 12 . |
| MLA | Chen, Shiliang et al. "Multiscale Modeling of Vascular Remodeling Induced by Wall Shear Stress" . | FRONTIERS IN PHYSIOLOGY 12 (2022) . |
| APA | Chen, Shiliang , Zhang, Hanbing , Hou, Qianwen , Zhang, Yu , Qiao, Aike . Multiscale Modeling of Vascular Remodeling Induced by Wall Shear Stress . | FRONTIERS IN PHYSIOLOGY , 2022 , 12 . |
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摘要 ：
Most of the studies on the finite element analysis (FEA) of biodegradable vascular stents (BVSs) during the degradation process have limited the accuracy of the simulation results due to the application of the uniform degradation model. This paper aims to establish an FEA model for the non-uniform degradation of BVSs by considering factors such as the dynamic changes of the corrosion properties and material properties of the element, as well as the pitting corrosion and stress corrosion. The results revealed that adjusting the corrosion rate according to the number of exposed surfaces of the element and reducing the stress threshold according to the corrosion status accelerates the degradation time of BVSs by 26% and 25%, respectively, compared with the uniform degradation model. The addition of the pitting model reduces the service life of the BVSs by up to 12%. The effective support of the stent to the vessel could reach at least 60% of the treatment effect before the vessel collapsed. These data indicate that the proposed non-uniform degradation model of BVSs with multiple factors produces different phenomena compared with the commonly used models and make the numerical simulation results more consistent with the real degradation scenario.
关键词 ：
biodegradable vascular stents biodegradable vascular stents non-uniform degradation non-uniform degradation continuum damage mechanics continuum damage mechanics finite element method finite element method
引用：
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| GB/T 7714 | Zhang, Hanbing , Du, Tianming , Chen, Shiliang et al. Finite Element Analysis of the Non-Uniform Degradation of Biodegradable Vascular Stents [J]. | JOURNAL OF FUNCTIONAL BIOMATERIALS , 2022 , 13 (3) . |
| MLA | Zhang, Hanbing et al. "Finite Element Analysis of the Non-Uniform Degradation of Biodegradable Vascular Stents" . | JOURNAL OF FUNCTIONAL BIOMATERIALS 13 . 3 (2022) . |
| APA | Zhang, Hanbing , Du, Tianming , Chen, Shiliang , Liu, Yang , Yang, Yujia , Hou, Qianwen et al. Finite Element Analysis of the Non-Uniform Degradation of Biodegradable Vascular Stents . | JOURNAL OF FUNCTIONAL BIOMATERIALS , 2022 , 13 (3) . |
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摘要 ：
Percutaneous coronary intervention with stent implantation is one of the most commonly used approaches to treat coronary artery stenosis. Stent malapposition (SM) can increase the incidence of stent thrombosis, but the quantitative association between SM distance and stent thrombosis is poorly clarified. The objective of this study is to determine the biomechanical reaction mechanisms underlying stent thrombosis induced by SM and to quantify the effect of different SM severity grades on thrombosis. The thrombus simulation was performed in a continuous model based on the diffusion-convection response of blood substance transport. Simulated models included well-apposed stents and malapposed stents with various severities where the detachment distances ranged from 0 to 400 mu m. The abnormal shear stress induced by SM was considered a critical contributor affecting stent thrombosis, which was dependent on changing SM distances in the simulation. The results illustrate that the proportion of thrombus volume was 1.88% at a SM distance of 75 mu m (mild), 3.46% at 150 mu m, and 3.93% at 400 mu m (severe), but that a slight drop (3.18%) appeared at the detachment distance of 225 mu m (intermediate). The results indicate that when the SM distance was less than 150 mu m, the thrombus rose notably as the gap distance increased, whereas the progression of thrombogenicity weakened when it exceeded 150 mu m. Therefore, more attention should be paid when SM is present at a gap distance of 150 mu m. Moreover, when the SM length of stents are the same, thrombus tends to accumulate downstream towards the distal end of the stent as the SM distance increases.
关键词 ：
stent malapposition stent malapposition dynamic thrombus formation dynamic thrombus formation shear-induced thrombus aggregation shear-induced thrombus aggregation computational fluid dynamics computational fluid dynamics 3D continuum model 3D continuum model stent thrombosis stent thrombosis
引用：
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| GB/T 7714 | Qu, Zhuoran , Wei, Hongge , Du, Tianming et al. Computational simulation of stent thrombosis induced by various degrees of stent malapposition [J]. | FRONTIERS IN BIOENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY , 2022 , 10 . |
| MLA | Qu, Zhuoran et al. "Computational simulation of stent thrombosis induced by various degrees of stent malapposition" . | FRONTIERS IN BIOENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY 10 (2022) . |
| APA | Qu, Zhuoran , Wei, Hongge , Du, Tianming , Qiao, Aike . Computational simulation of stent thrombosis induced by various degrees of stent malapposition . | FRONTIERS IN BIOENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY , 2022 , 10 . |
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摘要 ：
目的相比三叶式主动脉瓣(TAV)、二叶瓣(BAV)患者发生瓣膜狭窄和主动脉扩张等病变的风险增加。比较TAV、0型和1型BAV几何形状对主动脉血流动力学和瓣膜应力及变形特征的影响,评估BAV表型导致主动脉疾病的潜在风险。方法基于文献数值建立TAV、0型和1型BAV根部参数化模型,进行动态有限元结构分析,比较不同BAV的开闭变形和应力分布;分别基于以上3种瓣膜收缩峰值期开口状态重建,与个性化主动脉模型经过布尔运算,
关键词 ：
二叶式主动脉瓣 二叶式主动脉瓣 主动脉血流 主动脉血流 结构动力学 结构动力学
引用：
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| GB/T 7714 | 侯倩文 , 张宏辉 , 潘友联 et al. 不同表型二叶式主动脉瓣结构动力学和主动脉血流动力学评估 [J]. | 医用生物力学 , 2021 , 36 (S1) : 268 . |
| MLA | 侯倩文 et al. "不同表型二叶式主动脉瓣结构动力学和主动脉血流动力学评估" . | 医用生物力学 36 . S1 (2021) : 268 . |
| APA | 侯倩文 , 张宏辉 , 潘友联 , 乔爱科 . 不同表型二叶式主动脉瓣结构动力学和主动脉血流动力学评估 . | 医用生物力学 , 2021 , 36 (S1) , 268 . |
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摘要 ：
目的血管内异常血流动力学尤其低壁面切应力的作用是诱导血管重建的原因之一。探讨如何建立低壁面切应力诱导血管重建的多尺度模型,模拟血管重建的动态变化过程,进而阐释低壁面切应力诱导血管重建随时间变化的规律。方法在宏观尺度,利用计算流体动力学方法模拟腹主动脉血液流动,获得指定腹主动脉横截面的壁面切应力结果。在微观尺度,采用基于代理模型方法建立该横截面的血管重建模型,并将其壁面切应力作为输入条件,
关键词 ：
平滑肌细胞 平滑肌细胞 多尺度模拟 多尺度模拟 正性重构 正性重构 细胞外基质 细胞外基质 壁面切应力 壁面切应力
引用：
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| GB/T 7714 | 陈诗亮 , 乔爱科 . 壁面切应力诱导血管重建的多尺度模拟 [J]. | 医用生物力学 , 2021 , 36 (S1) : 52 . |
| MLA | 陈诗亮 et al. "壁面切应力诱导血管重建的多尺度模拟" . | 医用生物力学 36 . S1 (2021) : 52 . |
| APA | 陈诗亮 , 乔爱科 . 壁面切应力诱导血管重建的多尺度模拟 . | 医用生物力学 , 2021 , 36 (S1) , 52 . |
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摘要 ：
目的根据病例分析可知冠脉顺应性对血流储备分数(FFR)有重要的影响。为了探究冠脉顺应性对于FFR影响的量化规律,从群体和个体两个层面定量研究冠脉顺应性对于FFR的影响。方法在群体分析层面,运用荟萃分析对PubMed和Web of Science数据库中满足质量要求的文献进行合并分析,
关键词 ：
数值模拟研究 数值模拟研究 顺应性 顺应性 流动力学 流动力学
引用：
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| GB/T 7714 | 张宏辉 , 杨印龙 , 侯倩文 et al. 冠脉顺应性对血流储备分数影响的荟萃分析和数值模拟研究 [J]. | 医用生物力学 , 2021 , 36 (S1) : 271 . |
| MLA | 张宏辉 et al. "冠脉顺应性对血流储备分数影响的荟萃分析和数值模拟研究" . | 医用生物力学 36 . S1 (2021) : 271 . |
| APA | 张宏辉 , 杨印龙 , 侯倩文 , 魏洪葛 , 杨煜佳 , 曲卓然 et al. 冠脉顺应性对血流储备分数影响的荟萃分析和数值模拟研究 . | 医用生物力学 , 2021 , 36 (S1) , 271 . |
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摘要 ：
血液循环系统里有一种类似于经济学术语"罗宾汉效应"的"劫富济贫"或者"劫贫济富"的现象——"盗血"综合征.盗血现象背后蕴含着科学的生物力学机理.本文介绍了盗血现象的确切含义及其生物力学机理,可以启发读者从生物力学的角度来解释医学问题中的科学道理.
关键词 ：
生物力学 生物力学 "盗血"综合征 "盗血"综合征 罗宾汉效应 罗宾汉效应 血流动力学 血流动力学 血管病变 血管病变
引用：
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| GB/T 7714 | 乔爱科 . 血管里的"罗宾汉效应" [J]. | 力学与实践 , 2021 , 43 (2) : 308-312 . |
| MLA | 乔爱科 . "血管里的"罗宾汉效应"" . | 力学与实践 43 . 2 (2021) : 308-312 . |
| APA | 乔爱科 . 血管里的"罗宾汉效应" . | 力学与实践 , 2021 , 43 (2) , 308-312 . |
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摘要 ：
血管里的“罗宾汉效应”
关键词 ：
生物力学 生物力学 “盗血”综合征 “盗血”综合征 罗宾汉效应 罗宾汉效应 血流动力学 血流动力学 血管病变 血管病变
引用：
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| GB/T 7714 | 乔爱科 , 力学与实践 . 血管里的“罗宾汉效应” [J]. | 乔爱科 , 2021 , 43 (2) : 308-312 . |
| MLA | 乔爱科 et al. "血管里的“罗宾汉效应”" . | 乔爱科 43 . 2 (2021) : 308-312 . |
| APA | 乔爱科 , 力学与实践 . 血管里的“罗宾汉效应” . | 乔爱科 , 2021 , 43 (2) , 308-312 . |
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摘要 ：
目的血管内支架植入的介入操作会对血管造成极大的损伤,大大增加了支架内再狭窄的风险。为了了解支架内再狭窄的力学生物学机制,模拟在支架应力作用下血管重建的动态变化过程,探究细胞浓度对细胞生长方向的影响,构建一种支架应力诱导细胞生长的计算机模型。方法采用有限元与基于代理分析耦合的方法模拟支架在冠状动脉中扩张引起平滑肌细胞受应力生长的过程。建立理想的冠状动脉和支架模型,扩张支架使得动脉受力,提取管径横截面上的应力。
关键词 ：
支架作用 支架作用 支架内再狭窄 支架内再狭窄 模型构建 模型构建 细胞浓度 细胞浓度
引用：
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| GB/T 7714 | 张愉 , 乔爱科 . 支架作用下血管生长随细胞浓度变化的模型构建和模拟研究 [J]. | 医用生物力学 , 2021 , 36 (S1) : 266 . |
| MLA | 张愉 et al. "支架作用下血管生长随细胞浓度变化的模型构建和模拟研究" . | 医用生物力学 36 . S1 (2021) : 266 . |
| APA | 张愉 , 乔爱科 . 支架作用下血管生长随细胞浓度变化的模型构建和模拟研究 . | 医用生物力学 , 2021 , 36 (S1) , 266 . |
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摘要 ：
骨质疏松症与血管钙化是严重威胁中老年人健康的两类重要疾病,通常认为它们与增龄相关且相互独立,但越来越多的临床和基础研究表明,二者密切联系,且可能拥有共同的危险因素,并受同样的通路、蛋白质和激素等的调控,包括RANKLRANK-OPG通路、Wnt通路及甲状旁腺激素等。典型Wnt通路的抑制剂硬骨素不仅在骨重建中发挥着关键作用,在血管钙化中也扮演着重要角色。研究发现,血管钙化发生时,血管平滑肌细胞发生骨样细胞转分化并分泌硬骨素,但硬骨素在血管钙化中起到保护或损害作用仍存在争议。近期临床研究表明,靶向Wnt通路、用于治疗骨质疏松症的硬骨素抗体(罗莫单抗)具有促进骨形成和抑制骨吸收的双重作用,其治疗效果...
关键词 ：
Wnt通路 Wnt通路 硬骨素 硬骨素 罗莫单抗 罗莫单抗 血管钙化 血管钙化 骨质疏松 骨质疏松
引用：
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| GB/T 7714 | 李蕊 , 刘有军 , 乔爱科 et al. 骨质疏松与血管钙化 [J]. | 中国骨质疏松杂志 , 2021 , 27 (11) : 1646-1650 . |
| MLA | 李蕊 et al. "骨质疏松与血管钙化" . | 中国骨质疏松杂志 27 . 11 (2021) : 1646-1650 . |
| APA | 李蕊 , 刘有军 , 乔爱科 , 杨海胜 . 骨质疏松与血管钙化 . | 中国骨质疏松杂志 , 2021 , 27 (11) , 1646-1650 . |
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