مقایسه خواص مکانیکی غیر خطی عروق مغزی انسان و بافت آنوریسم مغزی: مطالعات تجربی

یک چهارم مرگ و میر ناشی از بیماری‌های عروق مغزی به بیماری آنوریسم اختصاص دارد. روش‌های جراحی که برای درمان آنوریسم‌های مغزی وجود دارد، ممکن است خطراتی برای بیمار به همراه داشته باشد، از جمله سکته پس از جراحی، خونریزی و بازگشت مجدد آنوریسم. در واقع انجام اعمال جراحی برای برداشت یک آنوریسم یا ترمیم دیواره رگ دارای ریسک بزرگی است. بنابراین بهتر است جراحی تا زمانی که خطر پارگی آنوریسم بیشتر از ریسک جراحی نشده به تاخیر افتد. ممکن است یک آنوریسم پس از یک بار ترکیدن، برای بار دوم نیز باز شود و مجددا باعث خونریزی شود و یا آنوریسم‌های دیگر به وجود آید. بنابراین بررسی و تحلیل همودینامیک آنوریسم‌های مغزی حائز اهمیت است. برای این منظور داشتن مدل بنیادی که پاسخ مکانیکی دیواره عروق مغزی و بافت آنوریسم را تحت بارگذاری مکانیکی نشان دهد ضروری می‌باشد. بنابراین در این مطالعه عروق مغزی انسانی و بافت آنوریسم تهیه شدند و آزمون‌های کشش مسطح دومحوری بر نمونه‌ها با اعمال نیرو در دوجهت پیرامونی و طولی انجام شد. سپس نمودارهای تنش-کشش بدست آمده از آزمون‌های دومحوری با مدل‌های هایپرالاستیک ناهمسانگرد مدل شدند و ضرایب این مدل‌ها بدست آمدند. نمونه‌ها درجه‌ای از ناهمسانگردی را از خود نشان دادند. بافت آنوریسم مغزی نسبت به عروق مغزی ناهمسانگردتر بود. استحکام نمونه‌های عروق مغزی بیشتر از بافت آنوریسم بود. نتایج حاصل از این پژوهش در شبیه‌سازی آنوریسم مغزی سودمند است.

Comparison of the Nonlinear Mechanical Properties of Human Brain Arteries and Cerebral Aneurysm Tissue: Experimental Studies

One fourth of mortalities due to cerebral vascular diseases are related to cerebral aneurysms. Aneurysm intervention methods are rather invasive and may cause further dangers, such as post-operation stroke, intracranial hemorrhage and redevelopment of the aneurysm. It is hence preferred to avoid or delay operation as long as the risks regarding the operation are higher than the risk of rupture. A ruptured aneurysm may experience a second rupture and cause further hemorrhage or develop more aneurysms. Hence, it is crucial to investigate hemodynamics of cerebral aneurysms. In order to investigate the hemodynamics, the mechanical properties of the cerebral aneurysm tissues are required to account for the responses of aneurysmal tissues to mechanical stress. In this study, human brain arteries and cerebral aneurysm tissues were studied through biaxial tensile tests. The resulting stress-strain data were used to extract coefficients for an anisotropic hyperelastic model. The aneurysm tissue was concluded to be more anisotropic than the brain arteries, while the strength of arteries was greater than the aneurysm tissues. The results of this study will contribute to numerical investigations of cerebral aneurysms.