Analiza właściwości mechanicznych ściany zdrowej aorty brzusznej i patologicznie zmienionej w oparciu o badania wytrzymałościowe.

Abstract

Tętniak jest to nieodwracalne poszerzenie tętnicy, które przekracza o 50 % jej prawidłową szerokość. W aspekcie mechaniki klasycznej, rozwój tętniaka jest przykładem utraty wytrzymałości materiału w następstwie nadmiernego obciążenia i zużycia elementów tworzących ścianę aorty. Przeprowadzane przez nas badania miały na celu analizę właściwości mechanicznych ścian aorty zdrowej i patologicznej oraz porównanie obu wyników, które mogą stanowić fundament do dalszych badań poszerzonych o analizę wpływu czynników patogenetycznych i strukturalnych oraz powiązania ich z fizjologią i patofizjologią. Materiał badawczy pochodził ze zwłok lub pobierany był w trakcie zabiegów operacyjnych. Próbki wycinano w dwóch kierunkach: wzdłużnym oraz poprzecznym a następnie rozciągano na maszynie wytrzymałościowej jednoosiowo aż do momentu zerwania. Uzyskane dane poddawano obróbce i na ich podstawie sporządzano wykresy zależności naprężeniowo-odkształceniowych dla wszystkich przebadanych prób. Wykazano, że wytrzymałość mechaniczna dysfunkcyjnej aorty jest zmniejszona i może wiązać się ze zmianami strukturalnymi ściany tętnicy. Badania nad tętniakami aorty brzusznej mają na celu pogłębienie dotychczasowej wiedzy na temat właściwości mechanicznych ich struktury, patomechanizmów i cech osobniczych. Stanowią podstawę do dalszych badań związanych z profilaktyką.
Autorzy: Agata KACZKOWSKA, Ewelina KOZŁOWSKA

1. WPROWADZENIE DO TEMATU

Aorta jest przykładem tętnicy typu sprężystego. Ściana aorty brzusznej ma budowę warstwową podobnie jak inne naczynia układu krwionośnego. Zbudowana jest więc z warstw: wewnętrznej, środkowej i zewnętrznej. Cechą charakterystyczną warstwy wewnętrznej jest znaczna grubość, która może wynosić nawet ponad 100 μm. Głównym składnikiem strukturalnym warstwy środkowej są włókna sprężyste (elastynowe) i klejodajne (kolagenowe). Włókna elastynowe budują grube, okienkowate i posiadające liczne otworki blaszki sprężyste, ułożone współśrodkowo. Aorta brzuszna zawiera od około 40 do 60 blaszek sprężystych. Między nimi biegną włókna kolagenowe oraz cienkie błonki sprężyste o układzie spiralnym. Wśród tych elementów leżą komórki mięśniowe gładkie o gwiaździstym kształcie. Czynność komórek mięśniowych przyczepiających się do włókien sprężystych polega na regulowaniu napięcia ściany, czyli jej rozciągliwości. Stąd mięśniówka nosi nazwę mięśniówki napinającej. Może ona wzmagać lub obniżać sprężysty opór aorty. Warstwa zewnętrzna składa się z włókien i komórek tkanki łącznej oraz włókien mięśniowych gładkich, które wzajemnie się przeplatają.

Składniki sprężyste (włókna elastynowe i kolagenowe) nadają tętnicy bierną elastyczność, dzięki której naczynie rozszerza się pod naporem zwiększającego się ciśnienia krwi i powraca następnie do wielkości pierwotnej.

Średnie ciśnienie krwi w tętnicach wynosi 100 mm Hg, stąd grubość ściany aorty oraz jej struktura musi być dostosowana do sił wywieranych przez ciśnienie na ścianę naczynia. Wg Vierordta średnia grubość ściany aorty wynosi ok. 1,5 mm. Krew w aorcie brzusznej płynie z dużą prędkością, średnio około 20 cm/s.