摘要：

    本报告将就五个主题进行介绍：

一, 动脉系统中的物质输运

    研究结果表明，血流动力学因素在动脉粥样硬化局部性现象中起作非常重要的作用。科学界认为，动脉粥样硬化局部性的诱发因素为二：1. 壁面剪切力；2. 血流受扰动后,局部地区血液流动极慢，从而给致病物质诸如致动脉粥样性脂质提供了更长的与动脉内壁相互作用的时间，导致这些有害脂质更多地渗入血管壁内。为此，我们提出了一个脂质浓度极化动脉粥样硬化血流动力学成因的理论，并用计算机数值模拟和实验测试的方法,证实了浓度极化这一物质传输现象确实存在于人体循环系统，并且可能是引发动脉粥样硬化局部性的一个非常重要的原因。

二，动脉系统中的旋转流动现象

    主动脉弓处血流的旋动是大自然巧夺天工的设计，是升主动脉血管管壁光滑冲刷以防止动脉粥样硬化形成的保证。近几年的研究发现，血流的旋动现象不仅仅局限在升主动脉，在腿部的大动脉处也存在。更有趣的是，有人甚至还发现，腿部大动脉的内壁表面并不象人们过去所认为的那样是光滑的，它的表面并不光滑，而是具有一些像螺线一样的结构。也许正是这些螺线结构，使得这些动脉内的血流呈旋动流态。这种流态的好处是：一方面,它可使血流稳定，减小湍流；另一方面,它可使血管壁得到光滑冲刷，减小血液中有害物质（如脂质等）在血管壁的沉积。到目前为止这一血液流动现象并没有引起科学界的广泛关注，更没有人研究这一现象对心血管系统生理病理的影响。因此，我们认为有必要从基础研究和临床应用基础两个层面上来研究这一血液的流动现象，研究是否能将此现象应用到临床医学中去？

三，个性化心血管手术的计算机优化设计

    目前,医学界已普遍采用自体血管或人造血管来行动脉旁路搭桥或再造手术。然而，术后的血管内膜增生已成为中、小血管手术后期失败的一个主要原因。由于术后搭桥血管后部的血流受到扰动产生的涡漩是导致血管内膜增生的根源，长期以来人们一直致力于如何选取合理的搭桥角度，以减小搭桥血管后部的涡漩。由于人体血管几何形状的个体差异性极大，所用搭桥血管的形态及材料性质（人工血管、自身静脉、动脉等）也不同，搭桥术后引起的血流流场变化也会大不相同，因此无法、也不可能找到一个统一的、适合于所有患者的最优化解决方案（包括合适的搭桥角度等）。由此可见，个体化心血管手术的计算机优化设计显得尤为重要。我们提出的个体化心血管手术的计算机优化设计不仅仅局限于动脉旁路搭桥术，它还将包括其它心血管外科或介入手术，诸如血管内支架的植入、动脉瘤的手术治疗等。

四，胚胎滋养层细胞在子宫脉管系统逆血流迁移的血流动力学研究

    胚胎滋养层（TC）细胞对子宫内膜的入侵至关重要，它是子宫脉管系统进行重构的必须条件。滋养层细胞的入侵过程是先进入毛细血管、再迁移至子宫螺旋动脉对血管进行重构。这一迁移过程提示我们，滋养层细胞的移动方向是与血液的流动方向相反的,即滋养层细胞是逆血流而上的。为此,我们提出如下问题：滋养层细胞在血管中移动的方向性是由什么决定的？它们逆血流而上的动力或者说它们逆血流而上的方式是什么？通观已有文献，对上述问题至今还没人做过系统研究，给出明确答案。因此这是研究滋养层细胞对子宫入侵整个过程的一段空白。

五，低温条件下心肌细胞结构功能改变与其力学行为的相关性研究

    现有文献对低温条件下心肌细胞形态结构改变的基础研究，与临床上在低温麻醉和器官低温保存中心肌功能活动异常和结构受损只作了简单联系，而缺乏单细胞与群体细胞组织化水平上结构功能变化有机联系的深入研究，故单细胞水平的研究结果，对指导克服组织水平的低温损害效果不明显。低温下心肌细胞钙超载可对心肌细胞生理功能造成广泛影响，其中心电活动紊乱和心肌收缩力异常是心肌低温损害的关键指标，但目前缺乏钙超载如何引起心肌收缩力异常的机制探讨。纵观已有文献，我们发现目前在低温对心肌组织细胞结构和功能影响的研究中，忽略了两个方面的问题：其一，对低温条件下心肌细胞结构功能变化影响中，忽略了生物力学要素的作用；其二，体外研究模型在完全缺乏力学环境的因素下，心肌细胞的生物学行为可能与在体生理状况存在较大偏差。为了克服这些不利影响，我们希望首先建立心肌细胞低温加载试验技术和方法，并在生物力学基础理论指导下探索低温条件下心肌细胞结构功能变化中存在的力学问题，以及力学因素在众多影响因素中的作用和地位，并由此制定出更有效的心肌细胞抗冷冻损伤对策。

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