Please use this identifier to cite or link to this item:
http://artemis.cslab.ece.ntua.gr:8080/jspui/handle/123456789/19417
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
---|---|---|
dc.contributor.author | Papanikolaou, Eleni | - |
dc.date.accessioned | 2024-11-22T13:48:23Z | - |
dc.date.available | 2024-11-22T13:48:23Z | - |
dc.date.issued | 2024-10-25 | - |
dc.identifier.uri | http://artemis.cslab.ece.ntua.gr:8080/jspui/handle/123456789/19417 | - |
dc.description.abstract | This study investigates the mechanical properties of the aneurysmatic ascending aorta through radial tensile testing, focusing on the behavior of different anatomical regions and layers of the aortic wall. The primary aim is to examine how rupture propagates between the intima-media and media-adventitia layers, and to assess how these mechanical properties vary across four anatomical regions (anterior, right lateral, posterior, and left lateral) of the aorta. Specimens from twelve patients were subjected to direct tension tests, with force-displacement curves used to analyze key mechanical parameters, including maximum force (Fmax), yield force (Fyield), strain, and elastic modulus. The samples were collected from patients at Hygeia Hospital between September 2023 and February 2024. The experimental procedures were conducted at the Center of Clinical, Experimental Surgery & Translational Research at the Biomedical Research Foundation of the Academy of Athens (BRFAA). For the mechanical testing, a fully automated Vitrodyne V1000 Universal tensile testing machine was used, equipped with specially developed specimen grips to ensure precise and consistent measurements during the direct tension tests. The results were contextualized within the framework of existing literature on the mechanical behavior of the aortic wall, particularly in relation to rupture initiation and propagation. The study found that the intima-media interface exhibits significantly higher mechanical resistance, with greater Fmax and elastic modulus values compared to the media-adventitia interface, indicating that the inner layers of the aorta are stronger and more resistant to rupture. In contrast, the outer layers showed greater variability and lower mechanical resistance, making them more prone to rupture initiation. These findings align with previous studies that have demonstrated the mechanical vulnerability of the media-adventitia interface in pathological conditions such as aortic dissections. Furthermore, regional differences were observed, with the posterior and right lateral regions exhibiting higher mechanical resistance compared to the anterior and left lateral regions, suggesting that the structural integrity of the aorta varies across different anatomical locations. Patient-specific factors such as age, gender, and valve morphology also influenced the mechanical behavior of the aortic wall. Younger patients exhibited higher mechanical strength, while patients with bicuspid aortic valves (BAV) showed lower resistance to rupture compared to those with tricuspid aortic valves (TAV). These findings emphasize the importance of considering individual patient characteristics when assessing rupture risk and planning treatment. In conclusion, this study provides valuable insights into the layer-specific and region-specific mechanical properties of the aneurysmatic ascending aorta, highlighting the critical role of the intima-media interface in maintaining aortic integrity. The findings have significant implications for the clinical management of aortic aneurysms and dissections, particularly in terms of identifying patients at higher risk of rupture and tailoring interventions accordingly. Future research should focus on integrating mechanical testing with histological analyses to further explore the structural factors that influence aortic wall failure. | en_US |
dc.language | en | en_US |
dc.subject | ascending aorta, aortic wall, aortic aneurysm, aortic dissection, rupture propagation, tensile testing, mechanical properties | en_US |
dc.subject | ανιούσα αορτή, αορτικό τοίχωμα, ανεύρυσμα αορτής, διαχωρισμός αορτής, διάδοση ρήξης, δοκιμή εφελκυσμού, μηχανικές ιδιότητες | en_US |
dc.title | Dissection mechanics of tissue components in human aorta | en_US |
dc.description.pages | 70 | en_US |
dc.contributor.supervisor | Μανόπουλος Χρήστος | en_US |
dc.department | Άλλο | en_US |
dc.description.notes | Η παρούσα μελέτη διερευνά τις μηχανικές ιδιότητες της ανευρυσματικής ανιούσης αορτής μέσω δοκιμών εφελκυσμού κατά την ακτινική διεύθυνση, με έμφαση στη συμπεριφορά διαφορετικών ανατομικών περιοχών και χιτώνων του αορτικού τοιχώματος. Ο κύριος στόχος είναι να εξεταστεί ο τρόπος διάδοσης της ρήξης μεταξύ των έσω-μέσου και μέσου-έξω χιτώνα, καθώς και να αξιολογηθεί η μεταβολή αυτών των μηχανικών ιδιοτήτων στα τέσσερα ανατομικά τμήματα (πρόσθιο, έξω πλάγιο, οπίσθιο και έσω πλάγιο) της αορτής. Δείγματα από δώδεκα ασθενείς υποβλήθηκαν σε δοκιμές εφελκυσμού, χρησιμοποιώντας καμπύλες δύναμης μετατόπισης για την ανάλυση βασικών μηχανικών παραμέτρων, συμπεριλαμβανομένων της μέγιστης δύναμης (Fmax), της δύναμης διαρροής (Fyield), της παραμόρφωσης και του μέτρου ελαστικότητας. Τα δείγματα συλλέχθηκαν από ασθενείς του Νοσοκομείου «Υγεία» μεταξύ Σεπτεμβρίου 2023 και Φεβρουαρίου 2024. Οι πειραματικές διαδικασίες πραγματοποιήθηκαν στο Κέντρο Κλινικής, Πειραματικής Χειρουργικής και Μεταφραστικής Έρευνας του Ερευνητικού Κέντρου Βιοϊατρικών Επιστημών της Ακαδημίας Αθηνών (ΙΙΒΕΑΑ). Για τις μηχανικές δοκιμές, χρησιμοποιήθηκε πλήρως αυτοματοποιημένο μηχάνημα εφελκυσμού Vitrodyne V1000 Universal, εξοπλισμένο με ειδικά αναπτυγμένες αρπάγες δειγμάτων, ώστε να διασφαλιστεί η ακρίβεια και η συνέπεια των μετρήσεων κατά τις δοκιμές εφελκυσμού. Τα αποτελέσματα τοποθετήθηκαν στο πλαίσιο της υπάρχουσας βιβλιογραφίας σχετικά με τη μηχανική συμπεριφορά του αορτικού τοιχώματος, ιδιαίτερα σε σχέση με την έναρξη και τη διάδοση της ρήξης. Η μελέτη κατέδειξε ότι η διεπιφάνεια έσω-μέσου παρουσιάζει σημαντικά υψηλότερη μηχανική αντοχή, με μεγαλύτερες τιμές Fmax και μέτρου ελαστικότητας σε σύγκριση με τη διεπιφάνεια μέσου-έξω χιτώνα, υποδεικνύοντας ότι οι εσωτερικές στιβάδες της αορτής είναι ισχυρότερες και πιο ανθεκτικές στη ρήξη. Αντίθετα, οι εξωτερικές στιβάδες έδειξαν μεγαλύτερη μεταβλητότητα και χαμηλότερη μηχανική αντοχή, καθιστώντας τις πιο ευάλωτες στην έναρξη ρήξης. Παρατηρήθηκαν επίσης περιφερειακές διαφορές, με την οπίσθια και έξω πλάγια περιοχή να παρουσιάζουν υψηλότερη μηχανική αντοχή σε σύγκριση με την πρόσθια και έσω πλάγια περιοχή, γεγονός που υποδεικνύει ότι η δομή της αορτής διαφέρει μεταξύ των διαφορετικών ανατομικών θέσεων. Παράγοντες που σχετίζονται με τον ασθενή, όπως η ηλικία, το φύλο και η μορφολογία των βαλβίδων, επηρέασαν επίσης τη μηχανική συμπεριφορά του αορτικού τοιχώματος. Οι νεότεροι ασθενείς εμφάνισαν υψηλότερη μηχανική αντοχή, ενώ οι ασθενείς με δίπτυχη αορτική βαλβίδα (BAV) έδειξαν χαμηλότερη αντίσταση στη ρήξη σε σύγκριση με αυτούς με τρίπτυχη αορτική βαλβίδα (TAV). Αυτά τα ευρήματα τονίζουν τη σημασία της εξατομικευμένης εκτίμησης των χαρακτηριστικών του ασθενούς κατά την αξιολόγηση του κινδύνου ρήξης και τον σχεδιασμό της θεραπείας. Συμπερασματικά, η παρούσα μελέτη παρέχει πολύτιμες πληροφορίες για τις ειδικές κατά χιτώνα και περιοχή μηχανικές ιδιότητες της ανευρυσματικής ανιούσης αορτής, αναδεικνύοντας τον κρίσιμο ρόλο της διεπιφάνειας έσω-μέσου στη διατήρηση της αορτικής ακεραιότητας. Τα ευρήματα έχουν σημαντικές κλινικές προεκτάσεις για τη διαχείριση των αορτικών ανευρυσμάτων και διαχωρισμών, ιδιαίτερα όσον αφορά τον εντοπισμό ασθενών με υψηλότερο κίνδυνο ρήξης και την προσαρμογή των παρεμβάσεων αναλόγως. Μελλοντική έρευνα θα πρέπει να επικεντρωθεί στην ενσωμάτωση μηχανικών δοκιμών με ιστολογικές αναλύσεις για την περαιτέρω διερεύνηση των δομικών παραγόντων που επηρεάζουν την αποτυχία του αορτικού τοιχώματος. | en_US |
Appears in Collections: | Μεταπτυχιακές Εργασίες - M.Sc. Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
Dissection mechanics of tissue components in human aorta.pdf | 2.45 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in Artemis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.