| 研究概要 |
大動脈弁形状が弁の変形や弁周辺で発生する応力,大動脈基部の変形におよぼす影響を調べるために,実形状大動脈弁モデルを対象として,有限要素法(FEM)による静的構造計算を行った.心拡張期中期に,左心室と上行大動脈の間の圧力差が最大になることから,左心室と上行大動脈を仕切っている大動脈弁の弁葉に生じる変形(ひずみ)や応力も,心拡張期中期に最大になることが予想される.
そこで本研究では,心拡張期中期における,弁葉および大動脈基部の静的FEM構造解析を行った.その結果,弁葉の表面積が大きくなると,生じる変位と応力が減少する傾向にあった.また,相当応力と最大せん断応力が最大値を示した場所は,研究代表者らが,過去に行った実形状大動脈弁モデルを使用した血流場観察実験時に生じた,弁葉モデルの破壊場所とよく一致していた.
さらに,大動脈壁と大動脈弁を含む全大動脈モデルを解析した結果,バルサルバ洞の変形は非常に小さかった.しかし,大動脈基部からバルサルバ洞を取り除いた場合,3枚の弁葉と対となる部分の大動脈壁は,半径外側方向に変形(拡張)した.
以上の結果から,弁特性を静的構造力学の観点から観た場合,バルサルバ洞は大動脈弁にとって非常に重要な役割を果たしていると考えられ,また,大動脈基部に存在するバルサルバ洞は,定常的に存在する血圧によって血管壁と弁葉に作用する力学的刺激によって,大動脈壁がリモデリングをおこすことで,できあがった可能性があることを示唆できた.
以上の結果を,生体内組織形成技術による大動脈弁代用弁の作製技術に生かし,弁の幾何学的形状の設計に反映しているところである.
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