Разработка методов и технических средств оценки биомеханических свойств артерий и сосудистых протезов

Николаев, Дмитрий Александрович

Разработка методов и технических средств оценки биомеханических свойств артерий и сосудистых протезов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.08 ВАК РФ

Николаев, Дмитрий Александрович АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2005 ГОД ЗАЩИТЫ

01.02.08 КОД ВАК РФ

Диссертация по механике на тему «Разработка методов и технических средств оценки биомеханических свойств артерий и сосудистых протезов»

Автореферат диссертации на тему "Разработка методов и технических средств оценки биомеханических свойств артерий и сосудистых протезов"

На правах рукописи УДК 574.3

Николаев Дмитрий Александрович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОЦЕНКИ БИОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АРТЕРИЙ И СОСУДИСТЫХ ПРОТЕЗОВ

01.02.08 - Биомеханика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2006

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана

Научный руководитель:

доктор технических наук,

профессор Саврасов Геннадий Викторович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Нарайкин Олег Степанович, кавдвдат технических наук, Невский Дмитрий Ильич.

Ведущая организация (предприятие): Научно-исследовательский институт трансплантологии и искусственных органов МЗ РФ

Защита состоится «22 »сребрвА^Ц2006 г. на заседании диссертационного совета Д 212.141.14 при Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана, в заде Ученого Совета в /^У 107005. г. Москва. 2-я Бауманская ул.. д.5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МггУ им. Н.Э. Баумана.

Автореферат разослан « » января 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

Спиридонов И.Н.

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Сердечно-сосудистые заболевания являются наиболее распространенными в мире. Облитерирующие поражения артерий нижних конечностей составляют более 20 % всех сердечно-сосудистых заболеваний. По мере развития сосудистой хирургии и накопления опыта, все больше больных с атеросклеротическими окклюзиями артерий нижних конечностей подвергаются реконструктивно-восстановительным операциям. Реконструктивные операции сосудистого русла артерий нижних конечностей часто выполняются с использованием аутотрансплантатов, но во многих случаях для лечения используются синтетические протезы различных модификаций. Многие исследователи полагают, что несоответствие упруго-деформационных свойств отрезка протезируемого сосуда и используемого сосудистого протеза существенно повышает риск послеоперационных осложнений (тромбозы, гиперплазия в области анастомоза, аневризматические выпячивания и т.п.). W.M. Abbott и D.J. Boushier-Hayes, в частности, доказали, что при прочих равных условиях протезы, имеющие несоответствие по податливости, чаще подвержены тромбозу в ближайшем и отдаленном послеоперационном периоде. Настоящая работа посвящена оценке функциональных биомеханических свойств протезов кровеносных сосудов.

Актуальность работы определяется тем, что существующие модели протезов в недостаточной мере приближены по биомеханическим свойствам к нативным артериям, что ведет к большому количеству послеоперационных осложнений, вызванных биомеханической несовместимостью. Традиционно регистрируемые до сих пор показатели (разрывные напряжение и относительная деформация изделия) не отражают в достаточной степени упруго-деформационные свойства сосудистых протезов, так как информация о механических свойствах сосудистых заменителей, отражающая характер их функционирования после имплантации в сосудистое русло, может быть получена только при динамических нагрузках, приближенных к физиологическим.

Целью работы явились разработка и обоснование критерия биомеханической совместимости кровеносных сосудов и их протезов, разработка стендовой установки для измерения скорости распространения пульсовой волны и проведение экспериментальных исследований.

Задачи диссертации: 1. Разработка критерия биомеханической совместимости сосудистых протезов и магистральных яртеттегй нижних конечностей-

Г РОС национальна* !

БИБЛИОТЕКА J

2. Разработка методики и стенда для измерения скорости распространения пульсовой волны in vitro;

3. Разработка стенда для измерения динамической податливости сосудистых протезов;

4. Разработка компьютерного интерфейса для разрывной машины Instron-1122;

5. Проведение исследований скорости распространения пульсовой волны и динамической податливости сосудистых протезов различных типов, выбор оптимального сосудистого протеза по критерию биомеханической совместимости;

6. Выработка рекомендаций по улучшению биомеханических свойств сосудистых протезов.

Методы исследования. При выполнении диссертационной работы использовались метод измерения податливости по стандарту ИСО 7198, метод испытания на одноосное растяжение до разрыва, оригинальный метод измерения скорости распространения пульсовой волны давления in vitro, а также методы теории упругости, методы динамики вязкой несжимаемой жидкости, линейной теории одномерных волн и методы математической статистики.

Научная новизна. В процессе решения поставленных задач получены следующие новые научные результаты.

1. Разработан критерий биомеханической совместимости крупных артерий и сосудистых протезов, учитывающий устойчивость потока в области анастомозов Численные значения критерия определены для подвздошной и бедренной артерий.

2 Разработан метод исследования скорости распространения пульсовой волны в артериях и сосудистых протезах in vitro в контролируемых условиях, соответствующих режиму физиологических нагрузок.

3 Предложен алгоритм обеспечения биомеханической совместимости, состоящий в последовательном подборе толщине стенки и параметров материала протеза для удовлетворения сочетанию прочностных требований и критерия биомеханической совместимости.

Практическая ценность.

1 Разработана стендовая установка для измерения скорости распространения пульсовой волны в артериях и сосудистых протезах in vitro в условиях моделирования физиологического режима потока через образец.

2 Получены данные о биомеханических характеристиках (скорости распространения пульсовой волны, податливости, прочностных свойствах) сосудистых протезов различных типов, включая

эндопрогезы, а также дезоблитерированные бедренные и подвздошные артерии и артерии с установленными эндо протезам и. Обоснован выбор эндопротеза в качестве оптимального заменителя артерии.

3 Методы измерения скорости распространения пульсовой волны в артериях и сосудистых протезах и измерения динамической податливости внедрены в Испытательной лаборатории Научного Центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН. Стендовые установки для проведения испытаний аттестованы ФГУ «РосТест».

4 Разработан компьютерный интерфейс для разрывной машины ¡пэП'оп-1122.

5 Результаты исследований прочностных характеристик, динамической податливости и скорости распространения пульсовой волны давления внедрены в ЗАО НПК «Экофлон» (С.-Петербург) при разработке новых модификаций сосудистых протезов из п-ПТФЭ.

Апробация работы проведена на базе факультета «Биомедицинской техники» МГТУ им. Н.Э. Баумана и Экспериментального отделения Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН.

Основные положения работы обсуждались на:

-Международной конференции по новым материалам С1МТЕС2002, Флоренция, 2002 г.

- VII Всероссийской конференции по биомеханике, Нижний Новгород, 2004 г.

-Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов, Москва, 2001 г., 2002 г., 2003 г., 2005 г.

- Научно-технической конференции «Медико-технические технологии на страже здоровья», 2001 г., 2002 г., 2003 г.

Работа выполнена при поддержке гранта Министерства образования РФ № АОЗ-2 10-447. В ходе выполнения работы по заказу ЗАО НПК «Экофлон» (С.-Петербург) были проведены НИОКР «Исследование скорости распространения пульсовой волны давления в сосудистых протезах «Экофлон» (на базе НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева, 2001-2005 г.) и «Исследование упруго-деформационных характеристик протезов из п-ПТФЭ «Экофлон» (на базе МГТУ им. Н.Э. Баумана, 20012002 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 125 наименований и 3 приложений. Основное содержание работы изложено на 117 страницах, содержит 45 рисунков и 19 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении по литературным источникам дан обзор проблемы, показана актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, отмечены научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе проанализированы современные проблемы протезирования артерий, рассмотрены требования, предъявляемые к сосудистым протезам, а также методы испытаний биомеханических свойств кровеносных сосудов и их протезов. Сформулированы цели и задачи работы.

Проанализированы методы хирургической реконструкции сосудистого русла нижних конечностей при синдроме Лериша. Рассмотрены операции протезирования и шунтирования артерий нижних конечностей, показано, что наибольшее количество осложнений при этих операциях на подвздошно-бедренном сегменте связано с тромбозом эксплантатов (28%), интимальной гиперплазией (30%) и развитием атеросклероза (42%).

Рассмотрены существующие типы сосудистых протезов, определены характерные особенности для каждого типа. Показано, что сосудистые протезы различаются как по конструкции и применяемым материалам, так и по функциональным свойствам. Для текстильных сосудистых протезов биомеханические свойства стенки важны лишь в ближайшем послеоперационном периоде; в отдаленном послеоперационном периоде жесткость протеза определяется соединительно-тканной капсулой. Для ПТФЭ протеза биомеханические свойства важны на протяжении всего сроки имплантации.

Проведен анализ требований к сосудистым протезам, сформулированных в научных работах и стандартах на этот вид изделий. Требования разделены на требования к материалу протеза (биосовместимость, гемосовместимость, биостабильность);

конструктивные требования (пористость, проницаемость стенки), требования связанные с особенностями проведения хирургического вмешательства (усилие прокола, усилие вырывания нити, минимальный радиус перегиба, стретч-эффект); требования к механической прочности и надежности (прочность и предельное относительное удлинение в продольном и окружном направлениях, предельное внутреннее давление, долговечность); требования к функциональным механическим свойствам в физиологическом диапазоне нагрузок (податливость, вязкоупругие свойства, скорость распространения пульсовой волны). Показано, что современные стандарты не достаточно учитывают функциональные

характеристики протезов, определяющие их биомеханическую совместимость с нативньгми артериями.

Рассмотрены биомеханические параметры артерий, проанализированы анатомические, прочностные и упруго-деформационные свойства подвздошных и бедренных артерий человека, а также характер пульсового кровотока в них.

Проведен анализ существующих методов исследования биомеханических свойств артерий. Рассмотрены методы исследования прочностных, вязкоупругих свойств и долговечности. Показано, что исследования податливости протеза и скорости распространения пульсовой волны в нем, проводимые на специальных стендовых установках, моделирующих физиологические нагрузки на протез, занимают важное место при системном подходе к оценке биомеханических свойств протезов. Сформулированы требования к исследованию скорости пульсовой волны in vitro.

Вторая глава посвящена анализу факторов, определяющих биомеханическую совместимость кровеносных сосудов и сосудистых протезов. Проведенный анализ позволил выделить три фактора, связанных с нарушениями гидродинамики (изменение структуры потока, рост касательных напряжений на стенке, образование вихревых и застойных зон), а также фактор, определяемый напряженно-деформированным состоянием стенки артерии (рис.1).

Механика

Напряженно-деформированное состояние стенки артерии (BrownСН eta], 1975, Пуриня Б А. Касьянов В А, 1980,

Карварен Э С, 1986, Fung V С, Lin S Q, 1994. Hofer Metal., 19%; SoUiurai V S, 1999)

Биомеханическая совместимость

Гидродинамика

Зоны отрыва и застойные зоны (Карварен Э.С., 1985; Goldsmith Н L, Karino T, 1978)

Касательные напряжения на

стенке

(Nerem R М, 1990; Ando J., 1988; Хаюгин В.М., 1986)

Закрученная структура потока (Городков А.Ю, 2003)

Рис.1. Факторы биомеханической совместимости сосудистых протезов.

Далее в работе показано, что податливость является одним из важнейших параметров оценки биомеханической совместимости. Она влияет на объемный кровоток, механические напряжения и форму проточного канала в области анастомоза. Возникающее в результате несоответствия податливостей протеза и артерии искажение проточного канала ведет к образованию пристеночных вихревых структур и застойных зон, что является причиной развития тромбоза и неоинтимальной гиперплазии дистального анастомоза.

На основе проведенного анализа предложен критерий совместимости по податливости кровеносных сосудов и их протезов, предотвращающий искажение проточного канала, образование зон отрыва и застойных зон. При построении критерия использовано условие устойчивости потока в расширяющемся канале: аКе<12, где а - угол расширения канала, Ле - число Рейнольдса (Бэтчелор Дж., 1973; Шлихтинг Г., 1974). Критерий устойчивости потока в расширяющемся канале сформулирован для случая косого тонкого анастомоза с нежестким шовным материалом и представляет собой условие

48р

«Г <

Яе

Ар

где tgy - тангенс угла наклона анастомоза относительно продольной оси, \уь \у2 - скорости распространения пульсовой волны в протезе и в артерии соответственно, р - плотность крови, Ар - величина систолического давления.

Получены значения критерия для артерий нижних конечностей (\У1

[м/с]):

для подвздошной артерии

'яг <

Ш<

4,3

1000

14,5

4,3

1000

-21,01

для бедренной артерии

tgr<

4,3

tooo

11,3

m <

4,3

^-17,3 К

Для косого анастомоза под углом 45 , диапазоны допустимых значений скорости распространения пульсовой волны для магистральных артерий нижних конечностей таковы' для подвздошной артерии 7,2 м/с < wi < 7,7 м/с; для бедренной артерии 8,0 м/с < Wi < 8,7 м/с. Соответствующие диапазоны допустимых податливостей (%/100 мм.рт.ст.): для подвздошной артерии 11,4 < Ci < 13,1; для бедренной артерии 8,9 < Q < 10,6.

Предложен алгоритм обеспечения биомеханической совместимости, состоящий в последовательном подборе толщине стенки и параметров материала протеза для удовлетворения сочетанию прочностных требований и критерия биомеханической совместимости (рис.2).

Третья глава посвящена разработке методов и технических средств оценки биомеханической совместимости кровеносных сосудов и их протезов.

Сформулированы требования к стенду для измерения скорости пульсовой волны давления in vitro. Описана конструкция и принцип работы стенда (рис.3).

Стенд позволяет воспроизводить физиологический режим потока с характерной формой кривых давления и объемного потока через исследуемый образец при помощи искусственного желудочка сердца, имитаторов эластичности аорты и периферического сопротивления, и венозной емкости. Также в стенде предусмотрено специальное устройство для задания осевого натяжения образца Пульсовые перемещения стенки образца регистрируются оптическими датчиками перемещений. Скорость распространения пульсовой волны (w) определяли по временному сдвигу между характерными точками переднего фронта кривых перемещений стенки, соответствующих половине амплитуды сигнала, по формуле

ДL

w = —, At

где AL - расстояние между датчиками, At - временной сдвиг.

Рис.2. Алгоритм обеспечения биомеханической совместимости (Я -радиус артерии, Ар - пульсовой перепад давления, Яе - число Рейнольдса, - скорость пульсовой волны в артерии, - тангенс угла наклона анастомоза, к - коэффициент запаса по механической прочности, Е - модуль Юнга протеза, Ь - толщина стенки протеза, о* - разрывное напряжение материала протеза).

Рис.3. Схема стенда для проведения гидромеханических испытаний 1фовеносных сосудов и их заменителей (ИЖС искусственный желудочек сердца, ОПС - общее периферическое сопротивление, Рь Р2 -значения давления на входе и выходе из образца, еь Яг - значения деформации образца в точке расположения датчика перемещения).

Физиологическую форму кривых давления контролировали двумя датчиками давления на входе и выходе из образца; объемный поток измеряется ротаметром. В качестве рабочей жидкости в стенде использована дистиллированная вода. _

В стенде реализована возможность получения и хранения измеряемых сигналов с целью последующей обработки. Для этого использовано устройство сопряжения стенда с ПЭВМ, содержащее «

специально разработанный 4-х канальный АЦП. АЦП позволяет осуществлять преобразование аналоговых сигналов с амплитудой до 5В в 10-ти-разрядный цифровой код в двух режимах, по двум каналам с частотой 9,6 кГц.

Отличительными особенностями стенда являются:

1 Возможность задания физиологического режима нагрузок, включая уровни артериального давления и общего периферического сопротивления, а также осевое натяжение образца.

2. Использование оптических датчиков перемещения стенки образца позволяет исключить влияние датчика на механическое поведение стенки, а также краевые эффекты, связанные с закреплением образца.

3. Высокая точность измерений (около 1.5%) по сравнению с аналогами (10-25%).

Далее в главе приведено описание и принцип работы разработанной установки для измерения податливости по методике ИСО 7198. Стенд, при помощи пульсдупликатора, позволяет создавать в исследуемом образце пульсовое давление и посредством мерной трубки определять соответствующее пульсовое изменение объема образца. В установке применен волюметрический метод измерения податливости. Погрешность метода составила 17%.

В главе описаны компьютерный интерфейс и методика испытания кровеносных сосудов и сосудистых протезов на разрыв на универсальном комплексе 1пз1гоп-1122. Разработанный компьютерный интерфейс позволяет проводить автоматический анализ результатов, а также реализовыватъ сложные режимы погружения образца для исследований вязкоупругих свойств.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований. Проведены исследования скорости пульсовой волны и податливости сосудистых протезов различных типов. По результатам измерений скорости пульсовой волны (\у) рассчитывали соответствующую ей податливость сосудистого русла (Ср), используя соотношение из линейной теории распространения волн

2 pw2'

где p - плотность жидкости.

Исследование выявило большую вариабельность податливости протезов (рис.4): от 2,8±0,1 (%/100мм.рт.ст.) для негофрированного вязаного протеза «Смена» до 12,5±0,5 для ГГГФЭ протеза Экофлон 2004 г. выпуска. Наиболее близкой податливостью к податливости трупной бедренной артерии обладают (%/100мм.рт.ст.): ксенопротез 9,9±0,9; тканый протез USCI 8,1 ±0,4; плетеный «Север» 8,8±0,4; ПТФЭ протезы Gore-Tex 8,4±0,8 и Экофлон2004 12,5±0,5. Показано хорошее соответствие между полученными результатами и данными исследований in vitro в статике Н.Б. Добровой и in vivo W.M. Abbott.

Проведен сравнительный анализ результатов измерений податливости по методике ИСО 7198 и ее расчетным значением на основе данных о скорости пульсовой волны. Показана высокая корреляция методов (R2=0,9988). Выявлена систематическая метрологическая погрешность около 7% (рис.5).

Податлибость сосудистых протезой (d=6 мм)

С, Z/100 мм рт гт

Рис.4. Расчетная динамическая податливость сосудистых протезов и бедренной артерии.

WM Abbott (1987) т vivo

О.

ад

СИ о О о

i t 1 i

о о о о

ч «i ч

е- е. е. 9-

о о о о

V ч * V

oí <1 гл

т °

2 J

ч с

е-5

'о Oí

CTJ

О 1/5

О в

х 8

О to

о. а

«о р

,Ч> i

: I

О ч> <b <¿~

Си,0

у ■ 1.067Х +1 > 1» V*

✓

> г'

10 Ср

Рис.5. Корреляция между измеренной (Си) и расчетной (Ср) податливостями.

Проведено исследование биомеханических свойств эндоваскулярных протезов Экофлон. Показано, что имплантация эндопротеза после эндартерэктомии по внутренней эластической мембране понижает податливость сосудистого русла по сравнению с интактной артерией: на 16% для бедренной артерии, на 11% для подвздошной. Сравнительный анализ показал, что система артерия-эндопротез обладает биомеханической совместимостью, сопоставимой с лучшими значениями для обычных протезов: скорость пульсовой волны в системе 9,3±1,3 м/с; податливость 7,7±1,8 (%/100/мм.рт.ст.). Исследование прочностных свойств артерий и эндопротезов показало, что эндартерэктомия с удалением интимы и медии ведет к уменьшению прочности артерии в среднем на 41±18%. Установка эндопротеза в достаточной мере компенсирует потерю прочностных свойств артерии при эндартерэктомии: разрывное усилие для системы артерия-эндопротез на 34±12% больше, чем для интактной артерии. Эндопротезирование удовлетворяет требованиям по биомеханической совместимости и может быть рекомендовано в качестве оптимального метода реконструкции сосудистого русла.

Также проведены исследования скорости распространения пульсовой волны для сосудистых протезов различных диаметров. Показано, что использование результатов исследований ПТФЭ протезов диаметров 6, 8 и 10 мм производства ЗАО НПК «Экофлон» и выработка рекомендаций с использованием разработанного алгоритма обеспечения биомеханической совместимости позволили оптимизировать их биомеханические свойства. Серия протезов 2004 г. выпуска в большей степени удовлетворяет требованиям биомеханической совместимости. Скорости пульсовой волны для этих протезов составляют: для 6 мм - 7,3 м/с; для 8 мм - 7,6 м/с; для 10 мм - 7,7 м/с.

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

1. Проведен анализ факторов биомеханической совместимости кровеносных сосудов и их протезов. Показано, что податливость является одним из наиболее значимых параметров оценки биомеханической совместимости.

2. Предложен критерий совместимости по податливости кровеносных сосудов и их протезов, предотвращающий искажение проточного канала, образование пристеночных вихревых структур и застойных зон, которые являются причиной развития тромбоза дистального анастомоза и неоинтимальной гиперплазии.

3 На основе предложенного критерия биомеханической совместимости для косого тонкого анастомоза под углом 45° определены диапазоны допустимых значений скорости распространения пульсовой волны артерий нижних конечностей- для подвздошной артерии 7,2 м/с < < 7,7 м/с; для бедренной артерии 8,0 м/с < wi < 8,7 м/с. Соответствующие диапазоны допустимых податливостей (%/100 мм.рт.ст): для подвздошной артерии 11,4 < С] < 13,1; для бедренной артерии 8,9 < С] < 10,6.

4. Предложен алгоритм обеспечения биомеханической совместимости, состоящий в последовательном подборе толщине стенки и параметров материала протеза для удовлетворения сочетанию прочностных требований и критерия биомеханической совместимости.

5. Разработан стенд и методика проведения измерений скорости распространения пульсовой волны in vitro в условиях физиологического потока. Стенд аттестован ФГУ «РосТест» и используется в испытательной лаборатории НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева.

6. Разработана и аттестована установка для измерения податливости по методике ISO 7198. Установка аттестована ФГУ «РосТест» и используется в испытательной лаборатории НЦ ССХ им. АН. Бакулева. Разработан компьютерный интерфейс для разрывной машины Instron-1122, позволяющий реализовывать сложные режимы нагружения.

7. Проведено сравнительное исследование податливости для сосудистых протезов различных типов. Исследование выявило большую вариабельность податливости протезов: от 2,8±0,1 (%/100мм.ртст) для негофрированного вязаного протеза «Смена» до 12,5±0,5 для ПТФЭ протеза Экофлон 2004 г выпуска. Наиболее близкой податливостью к податливости трупной бедренной артерии обладают (%/100мм.рт.ст.): ксенопротез 9,9±0,4, тканый протез USCI 8,1±0,4;

плетеный «Север» 8,8±0,4; ПТФЭ протезы Gore-Tex 8,4±0,4 и Экофлон2004 12,5±0,5.

8. Проведено исследование биомеханических свойств эндоваскулярных протезов Экофлон. Показано, что эндопротезирование удовлетворяет требованиям по биомеханической совместимости: имплантация эндопротеза после эндартерэктомии по внутренней эластической мембране понижает податливость сосудистого русла по сравнению с интактной артерией на 16% для бедренной артерии и на 11% для подвздошной. Исследование прочностных свойств показало, что установка эндопротеза в достаточной мере компенсирует потерю прочностных свойств артерии при эндартерэктомии.

9. Использование результатов исследований ПТФЭ протезов диаметров 6, 8 и 10 мм производства ЗАО НПК «Экофлон» позволило оптимизировать их биомеханические свойства. Серия протезов 2004 г. выпуска находится в хорошем согласии с требованиями биомеханической совместимости. Скорости пульсовой волны для этих протезов составляют: для 6 мм - 7,3 м/с; для 8 мм - 7,6 м/с; для 10 мм - 7,7 м/с.

Список работ по теме диссертации:

1. Методика экспериментальной оценки механических свойств кровеносных сосудов и их заменителей in vitro / Г.В. Саврасов, А.Ю. Городков, Д.А. Николаев и др. // Медицинские технологии на страже здоровья: Тез.докл. III международной конференции,- Анталия, 2001. -С. 104.

2. Экспериментальная оценка динамических упруго-деформационных характеристик синтетических сосудистых протезов в физиологическом диапазоне нагрузок in vitro/ А.Ю. Городков, Д.А. Николаев, М.В. Соколов, Н.Б. Доброва // V ежегодная сессия НДССХ им. А.Н. Бакулева РАМН: Тез.докл. всероссийской конференции,- Москва, 2001.- С. 158.

3. Сравнительные исследования упруго-деформационных свойств различных модификаций отечественных сосудистых протезов из пористого политетрафторэтилена «Экофлон» / А.Ю. Городков, Д.А. Николаев, М.В. Соколов и др. //VII Всероссийский съезд сердечнососудистых хирургов: Тез.докл.- Москва, 2001.- С. 252.

4. Сравнительные исследования биомеханических свойств синтетических сосудистых протезов из пористого политетрафторэтилена, изготовленных по различных технологиям / Д А. Николаев, А.Ю. Городков, М.В. Соколов, Г.В. Саврасов // VI ежегодная сессия НЦССХ

им. А.Н. Бакулева РАМН: Тез.докл. всероссийской конференции-Москва, 2002,-С. 180.

5. Sokolov M.V., Gorodkov A.J., Nikolaev D.A Visco-elastic properties of synthetic vascular grafts under physiological loading // Proceedings from 6th Int. Conf. "Materials in clinical application" / Ed. P.Vincenzini, R. Barbucci. - Florence: Techna Sri., 2002. - P. 383-388.

6. Саврасов Г.В., Николаев Д.А., Городков А.Ю. Сравнительные исследования упруго-деформационных свойств различных модификаций сосудистых протезов // Медицинские технологии на страже здоровья: Тез.докл. IV международной конференции - Анталия,

2002. - С. 134.

7. Николаев Д.А Исследования биомеханических свойств эндовазальных сосудистых протезов из пористого политетрафторэтилена // VII ежегодная сессия НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН: Тез.докл. всероссийской конференции,- Москва, 2003,- С. 246.

8. Городков А.Ю., Николаев Д А, Соколов М.В. Исследования динамических упругодеформационных свойств кровеносных сосудов и их заменителей in vitro // Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН,

2003. - Т.4, №7. - С. 67-74.

9. Николаев Д А., Саврасов Г.В., Городков А.Ю. Экспертная система для оценки биомеханической совместимости сосудистых протезов и артерий // Медицинские технологии на страже здоровья- Тез.докл. V международной конференции - Шарм-Эль-Шейх, 2003. - С. 141.

Ю.Городков А.Ю., Николаев Д.А. Анализ динамических характеристик закрученного потока крови в аорте на основании измерения геометрических параметров проточного канала с помощью магнитно-резонансной томографии // Бюллетень НЦССХ им. А Н. Бакулева РАМН, 2003,- Т. 4, №9. - С. 67-69.

11. Анализ поля скоростей закрученного потока крови в аорте на основании трехмерного картирования с помощью магнитно-резонансной велосиметрии / JI.A. Бокерия, А.Ю. Городков, Д А. Николаев и др. // Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН -2003,-Т.4, №9. -С. 70-74.

12.Николаев Д.А., Саврасов Г.В. Технологическая биомеханика хирургических операций на магистральных артериях нижних конечностей // VII всероссийская конференция по биомеханике' Тез.докл,- Н.-Новгород, 2004. -Т.2.- С. 83.

13 Сравнительный анализ скорости распространения пульсовой волны in vitro и динамической податливости сосудистых протезов / Д.А. Николаев, Г.В. Саврасов, АЮ. Городков, В.Е Дьяков // XI всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов: Тез докл -Москва, 2005,- С. 303.

14 Исследование биомеханических свойств артерий нижних конечностей и сосудистых протезов / Д.А. Николаев, Д.В. Пузенко, C.B. Белов и др. // XI всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов: Тез докл -Москва, 2005,- С. 119.

к исполнению 13/01/2006 Исполнено 14/01/2006

Заказ № 12 Тираж: 100 экз.

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Варшавское ш , 36 (095) 975-78-56 (095) 747-64-70 www.autoreferat.ru

\VL1~

12 2Î

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Николаев, Дмитрий Александрович

Введение

Глава 1. Современные проблемы протезирования магистральных артерий нижних конечностей

1.1. Реконструктивные операции на сосудах при хронической ишемии нижних конечностей

1.2. Протезы кровеносных сосудов

1.3. Требования к протезам кровеносных сосудов

1.4. Биомеханические свойства артерий

1.5. Методы экспериментальных исследований кровеносных сосудов и их протезов

Цель и задачи диссертационной работы

Глава 2. Биомеханическая совместимость сосудистых протезов и магистральных артерий нижних конечностей

2.1. Влияние биомеханических свойств на функционирования сосудистых протезов

2.2. Устойчивость потока в области тонкого косого анастомоза

2.3. Алгоритм обеспечения биомеханической совместимости 59 Выводы по главе

Глава 3. Методы экспериментальных исследований 63 3.1. Исследования скорости распространения пульсовой волны давления in vitro

3.1.1. Требования к испытательному стенду

3.1.2. Стенд для гидродинамических испытаний

3.1.3. Подготовка образцов

3.1.4. Процедура проведения испытаний 71 ЗЛА. Алгоритм обработки полученных данных

3.1.5. Анализ погрешности измерений

3.2. Измерение податливости протеза

3.3. Исследования механических свойств при одноосном растяжении 79 Выводы по главе

Глава 4. Экспериментальные исследования биомеханической совместимости сосудистых протезов и магистральных артерий нижних конечностей

4.1. Исследование скорости распространения пульсовой волны для протезов различных типов

4.2. Исследование скорости распространения пульсовой волны для ПТФЭ протезов различного диаметра

4.3. Исследование скорости распространения пульсовой волны в эндопротезах

4.4. Исследование прочностных свойств артерий и эндопротезов

4.5. Сравнение результатов измерения скорости пульсовой волны и динамической податливости по методике стандарта ISO

4.6. Исследование скорости распространения пульсовой волны в конических ПТФЭ протезах

4.7. Использование результатов исследований для совершенствования протезов

Выводы по главе

Выводы по диссертационной работе

Введение диссертация по механике, на тему "Разработка методов и технических средств оценки биомеханических свойств артерий и сосудистых протезов"

Актуальность. За последние десятилетия отмечается прогрессивный рост числа больных с окклюзионными заболеваниями аорты и магистральных артерий нижних конечностей. О частоте распространения атеросклероза позволяют судить данные, приведенные в работе Szilagyi D.E (1987), который при изучении неорганизованной популяции в возрасте от 50 до 70 лет обнаружил при пересчете на 1000 человек 27,7 % стенозов поверхностной бедренной артерии, 14,7 % - общей бедренной артерии, и 9,0 % - брюшной аорты ниже почечных артерий. При этом в 60 % случаев стенозы были субтотальными (более 90 % просвета). Облитерирующие заболевания артерий нижних конечностей составляют более 20 % всех сердечно-сосудистых заболеваний (Теплицкий А.В. и др., 1999).

При атеросклеротических поражениях аорты и артерий нижних конечностей в течение 5-8 лет 40 % больным, вследствие прогрессирования заболевания, проводятся ампутации конечностей, а в 25 % случаев больные умирают. Выполнение же реконструктивных операций на артериях нижних конечностей позволяет сохранить конечность в 87-95 % случаев и снизить при этом летальность до 2-10 %. По мере развития сосудистой хирургии и накопления опыта, все больше больных с атеросклеротическими окклюзиями артерий нижних конечностей подвергаются реконструктивно-восстановительным операциям. Количество реконструктивных операций, выполненных в США по поводу облитерирующих заболеваний аорты . и артерий конечностей, увеличивается за год в среднем на 15 %. По статистическим данным на один миллион жителей в год необходимо выполнять 300-400 операций в бедренно-подколенной зоне (Теплицкий А.В. и др., 1999).

Реконструктивные операции сосудистого русла артерий нижних конечностей часто выполняются с использованием аутотрансплантатов, но во многих случаях для лечения используются искусственные протезы различных модификаций (TASC "Management of Peripheral Arterial Disease", 2ООО).

Необходимость оценки функциональных свойств искусственных протезов кровеносных сосудов явилась главной предпосылкой для данной работы. Этот вопрос актуален в связи с неудовлетворительными свойствами существующих моделей протезов и большим количеством послеоперационных осложнений, вызванных несоответствием биомеханических параметров артерий и протезов (Карварен Э.С., 1985; Доброва Н.Б. и др., 1999; Abbott W.M. et al., 1987).

Для устранения одной из возможных причин тромбообразования, повышения равномерности скорости распространения пульсовой волны и повышения надежности работы протезов предлагается использовать протезы, вязкоупругие свойства которых в физиологическом диапазоне близки к свойствам нативных артерий. Для этого необходимо проведение всестороннего исследования биомеханических свойств кровеносных сосудов и их заменителей и определение критериев их биомеханической совместимости.

Целью настоящей работы явились разработка и обоснование критерия биомеханической совместимости кровеносных сосудов и их протезов, разработка стендовой установки для измерения скорости распространения пульсовой волны и проведение экспериментальных исследований.

Данная работа включала решение следующих задач:

1) разработка критерия биомеханической совместимости сосудистых протезов и магистральных артерий нижних конечностей;

2) разработка стенда и методики измерения скорости распространения пульсовой волны in vitro;

3) разработка стенда для измерения динамической податливости сосудистых протезов;

4) разработка компьютерного интерфейса для разрывной машины Instron-1122;

5) проведение исследований скорости распространения пульсовой волны и динамической податливости сосудистых протезов различных типов, выбор оптимального сосудистого протеза по критерию биомеханической совместимости;

6) выработка рекомендаций по улучшению биомеханических свойств сосудистых протезов.

Научная новизна. Разработан критерий биомеханической совместимости магистральных артерий и сосудистых протезов, учитывающий устойчивость потока в области анастомозов. Численные значения критерия определены для подвздошной и бедренной артерий.

Разработан метод исследования скорости распространения пульсовой волны в артериях и сосудистых протезах in vitro в контролируемых условиях, соответствующих режиму физиологических нагрузок.

Практическая ценность. Разработана стендовая установка для измерения скорости распространения пульсовой волны в артериях и сосудистых протезах in vitro в условиях моделирования физиологического режима потока через образец.

Разработан компьютерный интерфейс для разрывной машины Instron-1122.

Получены данные о биомеханических характеристиках (скорости распространения пульсовой волны, податливости, прочностных свойствах) сосудистых протезов различных типов, включая эндопротезы, а также дезоблитерированные бедренные и подвздошные артерии и артерии с установленными эндопротезами. Обоснован выбор эндопротеза в качестве оптимального заменителя артерии.

Внедрение. Методы измерения скорости распространения пульсовой волны в артериях и сосудистых протезах и измерения динамической податливости внедрены в Испытательной лаборатории Научного Центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН. Стендовые установки для проведения испытаний аттестованы ФГУ «РосТест».

Результаты исследований прочностных характеристик, динамической податливости и скорости распространения пульсовой волны давления внедрены в ЗАО НПК «Экофлон» (С.-Петербург) при разработке новых модификаций сосудистых протезов из п-ПТФЭ.

Автор выражает особую благодарность главному научному сотруднику НЦССХ им. А.Н. Бакулева, д.б.н. Городкову Александру Юрьевичу за консультации и помощь при проведении исследований.

Заключение диссертации по теме "Биомеханика"

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

2. Предложен критерий совместимости по податливости кровеносных сосудов и их протезов, предотвращающий искажение проточного канала, образование зон отрыва и застойных зон, которые являются причиной развития тромбоза дистального анастомоза и неоинтимальной гиперплазии.

3. На основе предложенного критерия биомеханической совместимости для косого тонкого анастомоза под углом 45° определены диапазоны допустимых значений скорости распространения пульсовой волны артерий нижних конечностей: для подвздошной артерии 7,2 м/с < Wi < 7,7 м/с; для бедренной артерии 8,0 м/с < Wi < 8,7 м/с. Соответствующие диапазоны допустимых податливостей (%/100 мм.рт.ст.): для подвздошной артерии 11,4 < С] < 13,1; для бедренной артерии 8,9 < Ci < 10,6.

6. Установка аттестована ФГУ «РосТест» и используется в испытательной лаборатории НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева. Разработан компьютерный интерфейс для разрывной машины Instron-1122, позволяющий реализовывать сложные режимы нагружения.

7. Проведено сравнительное исследование податливости для сосудистых протезов различных типов. Исследование выявило большую вариабельность податливости протезов: от 2,8±0,1 %/100мм.рт.ст. для негофрированного вязаного протеза «Смена» до 12,5+0,5 для ПТФЭ протеза Экофлон 2004 г. выпуска. Наиболее близкой податливостью к податливости трупной бедренной артерии обладают (%/100мм.рт.ст.): ксенопротез 9,9±0,4; тканый протез USCI 8,1+0,4; плетеный «Север» 8,8±0,4; ПТФЭ протезы Gore-Tex 8,4±0,4 и Экофлон2004 12,5±0,5.

Список источников диссертации и автореферата по механике, кандидата технических наук, Николаев, Дмитрий Александрович, Москва

1. Азарян А.С. Отдаленные результаты хирургического лечения и качество жизни больных, оперированных по поводу синдрома Лериша: Дис. канд. мед. наук.- М., 2003.-183 с.

2. Андреев Д.Ю. Разработка технологии создания эндотелизированного сосудистого протеза и оценка его эффективности: Дис. канд. мед. наук.- С.-Петербург, 2002- 171 с.

3. Бегун П.И., Шукейло Ю.А. Биомеханика. С.Петербург: Политехника, 2000.- 464 с.

4. Беленков Ю.Н., Мареев В.Ю. Сердечно-сосудистый континуум // Сердечная недостаточность. -2002.-Т.З, №1. -С.7.

5. Белов Ю.В. Руководство по сосудистой хирургии с атласом оперативной техники.- М.: ДеНово, 2000.- 448 с.

6. Бокерия Л.А., Городков А.Ю., Николаев Д.А. Анализ поля скоростей закрученного потока крови в аорте на основании 3D картирования с помощью МР-велосиметрии // Бюлл. НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН,- 2003.- Т.4, №9.- С. 70-74.

7. Бураковский В.И., Бокерия Л.А. (ред.) Сердечно-сосудистая хирургия.- М.: Медицина, 1996.- 768 с.

8. Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости.- М.: Мир, 1973.- 760 с.

9. Гольберг И.И. Механическое поведение полимерных материалов (математическое описание).- М.: Химия, 1970.- 190 с.

10. Городков АЛО. Количественный анализ структурной организации пульсирующего потока крови в левом желудочке сердца и аорте: Дис. докт. биол. наук.- М., 2003.- 225 с.

11. ГОСТ Р 51566-2000 Протезы кровеносных сосудов. Общие технические требования и методы испытаний,- М.: Изд-во стандартов, 2000.- 10 с.

12. Аорто-бифеморальное шунтирование: факторы влияющие на отдаленные результаты / Давидович Л., Лотина С., Войнович Б. и др. // Ангиология и сосудистая хирургия, 1999.- Т.5, №2.- С. 85-95.

13. Данилин Е.И. Восстановление проходимости магистральных артерий методом ультразвуковой эндартерэктомии. Автореф. дисс. докт. мед. наук: 14.00.27.-М.,2002.-33 с.

14. Доброва Н.Б. Аллопластика при реконструктивных операциях на сердце и сосудах (экспериментальное исследование): Дис. докт. мед. наук.- М., 1967.-410 с.

15. Сосудистые трансплантаты. История вопроса и перспективы развития / Доброва Н.Б., Кохан Е.П., Веретенин В.А. и др. М., 1999. -90 с.

16. Зырянов В.Н. Реконструктивная хирургия окклюзионных поражений бедренно-подколенных артерий: Автореф. дисс. докт. мед. наук. -Томск, 1976.

17. Идентификация математической модели кровотока в бедренной артерии / Карабчинский А.Л., Воробьев А.Г., Малюгина И.Г., Щукин С.И. // Медицинская биомеханика: Труды международной конференции.- Рига, 1986.- Т.4.- С.15Ы53.

18. Карварен Э.С. Биомеханические свойства трансплантатов после реконструкции магистральных артерий // Труды МВТУ.- 1985.- №433,-С.98-104.

19. Карварен Э.С. Роль биомеханических свойств сосудистых заменителей при реконструктивных операциях // Медицинская биомеханика: Труды международной конференции.- Рига, 1986 Т.4.- С.154-159.

20. Механика кровообращения / Каро К., Педли Т., Шротер Р., Сид У. М.: Мир, 1981.- 624 с.

21. Касьянов В.А., Кнетс И.В. Функция энергии деформации крупных кровеносных сосудов человека // Механика полимеров.- 1974.- №1.-С. 122-128.

22. Касьянов В.А. Композитные материалы в искусственных кровеносных сосудах и аортальном клапане сердца // Современные проблемы биомеханики.-Рига: Зинатне, 1987.-Вып. 4.- С.5-41.

23. Левтов В.А., Регирер С.А., Шадрина Н.Х. Реология крови.- М.: Медицина, 1982,- 272 с.

24. Ультразвуковой тромболизис / В.И. Лощилов, В.И. Петров, Л.Ф. Коблов, А.А. Трофимов // Труды МВТУ. 1973. -№165.- С. 62-80.

25. Лощилов В.И., Нарайкин О.С., Альков СБ. Теоретический анализ работоспособности кровеносного сосуда после реконструкции стенки // Медицинская биомеханика: Труды международной конференции Рига, 1986,- Т.4.- С.244-249.

26. Озоланта И.Л., Пуриня Б.А. Изменение биомеханических параметров и структуры венечных артерий сердца в зависимости от возраста и пола человека // Современные проблемы биомеханики- Рига: Зинатне, 1985.-Вып.2.- С. 208-237.

27. Ольбинская Л.И. Общность патогенеза АГ и ХСН // Сердечная недостаточность. -2002. Т.З, №1. - С. 17.

28. Педли Т. Гидродинамика крупных кровеносных сосудов: Пер. с англ.- М.: Мир, 1983.- 400 с.

29. А.С.№680734 СССР. Ультразвуковой хирургический инструмент / Петров В.И., Князев М.Д., Саврасов Г.В. и др. // Открытия, изобретения.- 1979.- № 31. С. 18.

30. Покровский А.В., Саврасов Г.В. Тенденции развития ультразвуковой хирургии сосудов // Ультразвуковая ангиохирургия / Под ред. Покровского А.В.- Кострома: ДиАр, 2004.- 320 с.

31. Клиническая ангиология / под ред. Покровского А.В.: В 2 т.- М.: Медицина, 2004,-Т. 1.- 808 с.

32. Изменение ряда механических свойств кровеносных сосудов человека с возрастом / Пуриня Б.А., Вилка Г.Л., Вилке Ю.К. и др. //Механика полимеров.- 1974.- №1.- С. 129-136.

33. Пуриня Б.А., Касьянов В.А. Биомеханика крупных кровеносных артерий человека.- Рига: Зинатне, 1980.- 260 с.

34. Рекомендуемые стандарты для оценки результатов лечения пациентов с хронической ишемией нижних конечностей // Материалы Российского общества ангиологов и сосудистых хирургов,- М., 2001. 28 с.

35. Сагалевич В.М., Ненюков А.К. Упругие свойства мягких биологических материалов и расчет биологических конструкций из них // Труды МВТУ.-1985.- №433.- С.44-64.

36. Саврасов Г. В. Исследование процесса и разработка технологии и оборудования для иссечения атеросклеротически измененных слоев артерий: Автореф. дисс. канд. техн. наук.- М., 1977. -16 с.

37. Саврасов Г.В. Теоретические основы, методы и технические средства ультразвуковой хирургии магистральных артерий: Дис. докт. тех. наук.- М., 1989.-410 с.

38. Саврасов Г.В., Данилин Е.И. Ультразвуковая эндартерэктомия //Ангиология и сосудистая хирургия.- 1998.- Том 4, №3-4.- С.90-95.

39. Саврасов Г.В. Инженерные аспекты ультразвуковой ангиохирургии // Ультразвуковая ангиохирургия / Под ред. Покровского А.В.Кострома: ДиАр, 2004.- 320 с.

40. Эндотелизированные сосудистые протезы (экспериментальное исследование) / Седов В.М., Андреев Д.Ю., Семенова Е.Г. и др. // Ангиология и сосудистая хирургия.- 2004.- Т. 10, №2.- С. 111-117.

41. Теплинский А.В., Алексеев Г.И., Баранович В.Ю. Возможности реконструктивной сосудистой хирургии в лечении тяжелой ишемии нижних конечностей.// Вестник Российского университета дружбы народов. 1999.-№ 1.- С.124-126.

42. Аллопластика артерий вязаными протезами отечественного производства / Филатов А.Н., Карташевский Н.Г., Литманович и др. // Хирургия.- 1962.- №2.- С. 67-72.

43. Хаютин В.М. Новый класс явлений гемодинамики: движение крови и ее вязкости постоянно действующий фактор расширения артерий // Медицинская биомеханика: Труды международной конференции,- Рига, 1986,-Т.2.-С.112-117.

44. Хаютин В.М. Регуляция просвета артерий, определяемая чувствительностью эндотелия к скорости течения и вязкости крови // Вестник АМН СССР.- 1987.- №6.- С.89-95.

45. Цедерс Э.Э., Пурин я Б.А. Механические свойства кровеносных сосудов человека в зависимости от их локализации // Механика полимеров,- 1975.-№2.- С. 320-325.

46. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя,- М.: Наука, 1974,- 712 с.

47. Abbott W.M., Bouchier-Hayes D.J. The role of mechanical properties in graft design // Graft materials in vascular surgery / Ed. H. Dardik.-Chicago, 1978.- P. 59-77.

48. Abbott W.M, Cambria R.P. Control of Physical Characteristics (Elasticity and Compliance) of Vascular grafts // Graft Materials in Vascular Surgery / Ed. H. Dardik.- Chicago, 1978,- P. 188-220.

49. Effect of compliance mismatch on vascular graft patency / Abbott W.M., Megerman J., Hasson J.E. et a\. // J. of Vascular Surgery.- 1987.- Vol.5, №2.- P. 376-382.

50. American National Standard ANSI/AAMI VP20-1994 Cardiovascular implants Vascular prostheses.- AAMI, 1994.- 29 p.

51. Ando J., Komatsuda Т., Kamiya A. Cytoplasmic calcium responses to fluid shear stress in cultured vascular endothelial cells // In Vitro Cell.Dev.Biol.- 1988.- Vol.24.- P. 871-877.

52. Asmar R., Rudnichi A. Pulse pressure and aortic pulse wave velocity are markers of cardiovascular risk in hypertensive populations// Am. J. Hypertens.-2001.-Vol.l4.-P.91-97.

53. Pulsatile blood flow / Ed. Attinger E.O.- New York, 1964.- 462 p.

54. Baird R.N., Abbot W.M. Pulsatile blood flow in arterial grafts // Lancet.-1976.-№2.- 948-949.

55. Compliance mismatch may promote graft-artery intimal hyperplasia by altering suture-line stresses / Ballyk P.D., Walsh C., Butany J. et al. // J.Biomech.- 1998.- Vol.31, №3.- P. 229-237.

56. Bergel D.H. The static elastic properties of the arterial wall // J.Physiol.-1961.-Vol.156.- P. 445-457.

57. Bergel D.H. The dynamic elastic properties of the arterial wall //J.Physiol.- 1961.- Vol.156.- P. 458-469.- Ill

58. Blacher J., Asmar R. Aortic pulse wave velocity as a marker of cardiovascular risk in hypertensive patients. // Hypertension. 1999. -Vol.33, -p. 1111-1117.

59. Brewster D.C., Darling R.C. Optimal methods of aortoiliac reconstruction // Surgery, 1978.- №84.- P. 739-748.

60. Morphological, biochemical and functional changes in human platelets subjected to shear stress / Brown C.H., Leverett L.B., Lewis C.W. et al. //J.Lab.Clin.Med.- 1975,- Vol.86.-P. 462-471.

61. Carevv Т.Е., Vaishnav R.N., Patel D.J. Compressibility of the arterial wall // Circulates.- 1968.- Vol.23.- P. 61-68.

62. Diamond S.L., Eskin S.G., Mclntire L.V. Fluid flow stimulates tissue plasminogen activator secretion by cultured human endothelial cells //Science.- 1989.-Vol.243.-P. 1483-1485.

63. Test procedures for the blood comparability of biomaterials / Ed. Dawids S.- Kluwer Academic Publishers, 1993.- 684 p.

64. Fry D.L. Acute vascular endothelial changes associated with increased blood velocity gradients // Circ.Res.- 1968,- Vol.22.- P. 165-171.

65. Fry D.L. Certain histological and chemical responses of the vascular interface to acutely induced mechanical stress in the aorta of the dog // Circ.Res.- 1969.- Vol.24.- P. 93-98.

66. Fung Y.C. Biodynamics. Circulation.-New York: Springer-Verlag, 1983.388 p.

67. Fung Y.C., Lin S.Q. The Remodelling of Blood Vessels under stress: changes in materials, dimensions, zero stress state and mechanical properties // Biomechanics: Abstracts of the Second World Congress July 10-15 1994.- Amsterdam, 1994.- Vol.2.-P. 43.

68. Goldsmith H.L., Karino T. Mechanically induced tromboemboli // Quantitative cardiovascular studies: clinical and research application of engineering principles / Ed. N.H.C. Hwang.- 1978.- P. 289-351.

69. Grabowsky E.F., Jaffe E.A., Weksler B.B. Prostacyclin production by cultured human endothelial cells exposed to step increases in shear stress //J.Lab.Ciin.Med.- 1985.- Vol. 105.- P. 36-43.

70. Graham J.M.R., Thiriet M. Pulsatile flow through partially occluded ducts and bifucations // Biomechanical transport processes / Ed. F. Morosa.-New York, 1990.- P. 59-66.

71. Numerical study of wall mechanics and fluid dynamics in end-to-side anastomoses and correlation to intimal hyperplasia / Hofer M., Rappitsch G., Perktold K. et al. // J.Biomechanics.- 1996.- Vol.29, №10.- P. 12971308.

72. Hsu S., Kambic H. On Matching Compliance Between Canine Carotid Arteries and Polyurethane Grafts 11 Artificial Organs.- 1997.- Vol.21, №12.- P.1247-1254.

73. International Society for Cardiovascular Surgery. Suggested standards for reports dealing with lower extremity ischaemia // J.Vase.Surg., 1986.-№4.- P. 80-94.

74. International Standard ISO 7198-98 Cardiovascular implants Tubular vascular prostheses.- ISO, 1998.- 68 p.

75. International Standard ISO 25539-1 Cardiovascular implants -Endovascular devices Endovascular prostheses.- ISO, 2003.- 42 p.

76. Kasyanov V., Purinya В., Kancevich V. Compliance of human blood vessels and novel textile vascular grafts // Biomechanics: Abstracts of the Second World Congress July 10-15 1994.- Amsterdam, 1994.- Vol.1.- P. 28.

77. Kester R., Leverson S. A practice of vascular surgery.- London: Pitman, 1981.-372 p.

78. Kim Y.H., Chandran K.B. Steady flow analysis in the vicinity of an end-to-end anastomosis //Biorheology.- 1993.- Vol.30, №2.- P. 117-130.

79. Kinley C.E., Marble A.E. Compliance: a continuing problem with vascular grafts // J.Cradiovasc.Surg.- 1980,- Vol.21.-P. 163-170.

80. Laurent S., Boutouyrie P. Aortic stiffness is an independent predictor of all-cause and cardiovascular mortality in hypertensive patients //Hypertension.-2001.- Vol. 37.-P. 1236-1240.

81. Lawton R.W. The thermoelastic behavior of isolated aortic strips in the dog // Circulat.Res.- 1954.- №2.- P. 344-353.

82. Learoyd B.M., Taylor M.G. Alterations with age in the visco-elastic properties of human arterail walls // Circulat.Res.- 1966.- Vol.18.- 278292.

83. Leversque M.J., Nerem R.M. The elongation and orientation of cultured endothelial cells in response to shear stress // ASME J.Biomech.Eng.-1985.-Vol.176.- P. 341-347.

84. Boundary layer separation in models of side-to-side arterial anastomoses / LoGerfo E.W., Sonscrant Т., Teel T. et al. // Arch.Surg.- 1979.-Vol.114.- P. 1369-1376.

85. Madras P.N., Ward C.A., Johnson W.R. Anastomotic hyperplasia // Surgery.- 1981.- Vol.90.- P. 922-928.

86. Matsumoto Т., Naiki Т., Hayashi K. Flow visualization analysis in a model of artery-graft anastomosis // Biomed.Mater.Eng.- 1992.- Vol.2, №4.-P. 171-183.

87. McDonald D.A. Blood Flow in Arteries. Southampton: The Camelot Press, 1974-514 p.

88. Is compliance mismatch the major cause of anastomotic arterial aneurysm? / Mehigan D.G., Fitzpatrick В., Brown H.I. et al. //J.Cardiovasc.Surg.- 1985.- Vol.26.-P. 147-150.

89. Proximal anastomosis aortobifemoral bypass: end-to-end or end-to-side? / Melliere D., Labastie J., Becquemin J.P. et al. // J.Cardiovasc.Surg.-1990.- №31.- P. 77-80.

90. Pressure-flow relationshipa and vascular impedance in man / Mills C.J., Gabe I.T., Gault J.H. et al. // Cardiovasc.Res.- 1970,- Vol.4.- P.405-417.

91. Milnor W.R. Pulsatile blood flow // N.Engl.J.Med.- 1972,- Vol.287.- P. 27-35.

92. Transcutaneous measurement of the elastic properties of the human femoral artery / Mozersky D.J., Sumner D.S. Hokanson D.E. et al. //Circulation.- 1972.- Vol.46.-P. 948-955.

93. Naylor A.R. Aortoiliac endarterectomy: an 11-year review. // Br.J.Surg., 1990.-№77.-P. 190-193.

94. Nerem R.M., Girard P.R. Hemodynamic influences on vascular endothelial biology // Toxicologic pathology.- 1990.- Vol.18, №4.- P. 572582.

95. Consideration of suture line stresses in the selection of synthetic grafts for implantation / Paasche P.E., Kinley C.E., Dolan F.G. et al. // J.Biomech.-1973.-№6.- P. 253-261.

96. Patel D.J. In vivo pressure-Length-radius relationship of certain blood vessels in man and dog // Pulsatile blood flow /Ed. Attinger E.O.- New-York: McGrow-Hill Book Co., 1963.- P. 293-305.

97. Relationship of radius to pressure along the aorta in living dogs / Patel D.J., de Freitas F.M., Greenfild J.C. et al. // J.Appl.Physiol.- 1963.-Vol.18.-P.134-140.

98. Peterson L.H., Jensen R.E., Parnell J. Mechanical properties of arteries in vivo // Circulation Res.- 1960.- №8.- P. 622-638.

99. Remington J.W. Hysteresis loop behavior of the aorta and other extensible tissues// The Amer.J. of Physiol.- 1955.- Vol.180.- P. 83-95.

100. Velocity distribution and transition in the arterial system / Schultz D.L., Tunstall-Pedoe D.S., Lee G.D. et al. // Ciba foundation symposium on circulatory and respiratory mass transport.- London: Churhill.- 1969.- P. 172-199.

101. Mechano-cliemical control of human endothelium orientation and size / Shirinsky V.P., Antonov A.S., Birukov K.G. et al. // J.Cell.Biol.- 1989.-Vol.109.- P. 331-339.

102. Silver F.H., Christiansen D.L., Buntin C.M. Mechanical properties of the aorta: a review// Critical Reviews in Biomedical Engineering 1989.-Vol.17, Iss.14. - P. 323-358.

103. Sottiurai V.S. Distal anastomotic intimal hyperplasia: histocytomorphology, pathophysiology, etiology, and prevention // International Journal of Angiology.- 1999.- Vol.8, №1.- P. 1-10.

104. Stein P.D., Walburn F.J., Blick E.F. Damping effect of distensible tubes on turbulent flow: implications in the cardiovascular system // Biorheology.- 1980.- Vol.17.-P. 275-281.

105. A thirty-year survey of the reconstrucnive surgical treatment of aortoiliac occlusive disease / Szilagyi D.E., Elliot J.P., Smith R.F. et al. // J.Vasc.Surg.-1986.- №3.- P. 421-436.

106. Szilagyi D.E. Vascular Surgery: A Propaedeutic of Its Past? Present and Future // Vascular Surgery.- New York, 1987.- P. 3-10.

107. TASC "Management of Peripheral Arterial Disease" Trans-Atlantic Inter-Society Consensus // Eur.J.Vasc.Endovasc.Surg.- 2000,- №19, supplement A.

108. Taylor M.G. The influence of of the anomalous viscosity of the blood upon its oscillatory flow // Phys. In Med.Biol.- 1959.- №3.- 273-290.

109. Improving the patency of vascular bypass grafts: the role of suture materials and surgical techniques on reducing anastomotic compliance mismatch / Tiwari A., Cheng K.S., Salacinski H. et al. //Eur.J.Endovasc.Surg.- 2003.- Vol.25, №4.- P. 287-295.

110. Compliance effects on small diameter polyurethane graft patency / Uchida N., Kambic H., Emoto H. et al. // J.Biomed.Mater.Res.- 1993.-Vol.27, №10.- P. 1269-1279.

111. In vivo analysis of dynamic tensile stresses at arterial end-to-end anastomoses. Influence of suture-line and graft on anastomotic biomechanics / Ulrich M., Staalsen N., Djurhuus C.B. et al. // Eur.J.Endovasc.Surg.- 1999.- Vol.18, №6.-P. 515-522.

112. Valerianova D. Pulsewave and deformation response measurements of arteries during dynamical loading in vitro // Biomechanics: 12th Conference of the European Society.- Dublin, 2000- P.298.

113. Matched elastic properties and successful arterial grafting / Walden R., L'ltalien G., Megerman J. et al. // Arch.Surg.-1980.- Vol.115.- P. 11661169.

114. Graft compliance and anastomotic flow patterns / Wang L.C., Guo G.X., Tu R. et al. // Trans.Am.Soc.Artif.Intern.Organs.- 1990.- Vol.36.-P. 90-94.

115. Wells R.E., Merill E.W. Influence of flow properties of blood upon viscosity-hematocrit relationships // J.Clin.Invest.- 1962.- Vol.41.- P. 1591-1595.

116. Whitmore R.L. Slip of blood at a wall // Biorheology.- 1967,- №4.- P. 121-122.

117. Whitmore R.L. Rheology of the circulation.- Oxford: Pergamon press, 1968.- 256 p.

118. A compliant corethane/dacron composite vascular prosthesis. Comparison with 4-mm ePTFE grafts in a canine model / Wilson G.J.,

119. MacGragor D.C., Klement P. et al. // ASA10 Journal.- 1993.- Vol.39, №3.- P. 526-531.

120. The direct effect of graft compliance mismatch per se on development of host arterial intimal hyperplasia at the anastomotic interface / Wu M.H., Shi Q., Sauvage L.R. et al. // Ann.Vasc.Surg.- 1993.- Vol.7, №2,- P. 156168.

121. Yokobori A.T., Yokobori T. The mechanical test method of cardiovascular and related biomaterials // Bio-medical Materials and Engineering.- 1991.- Vol.1.- p.25-43.

122. Yoshinari H., Yokobori A.T., Ohkuma T. Theoretical foundation on a noninvasive estimation for viscoelastic mechanical property of blood vessels by ultrasonic Doppler effect // Bio-medical Materials and Engineering.- 1994.- Vol.4.- p.77-86.

123. Zacek M., Konfrst J., Klimes F. Some mechanical (hydrodynamical) problems of contemporary vascular grafts // The International journal of artificial organs.- 1992.- Vol.15, №7.- P. 422-425.