动脉粥样硬化斑块是高度复杂且异质的结构，在心血管疾病（CVDs）的发病和进展中起到关键作用。最近研究表明斑块的结构、成分和机械性质可以作为心血管疾病潜在生物标志物。这些斑块在成分上具有多样化，包含炎症细胞、富含脂质的坏死核心和纤维帽，每种成分都对机械异质性具有作用。而机械性质与破裂风险密切相关，破裂是血栓介导的急性冠状动脉综合征进展的关键因素。破裂通常发生在脆弱的纤维帽上，因局部应力扰动和血液应力及血压梯度引发的应力集中导致，从而出现中风或心肌梗塞等后果。尽管目前对斑块破裂风险的评估依赖于年龄、高血压和斑块几何形态等因素，但预测能力有限，往往导致心血管疾病的延迟诊断和心力衰竭风险增加。理解易破裂动脉粥样硬化斑块的黏弹性质对于评估其脆弱性至关重要。
近日，来自西安交通大学的徐光魁和西北工业大学的杨慧教授团队进行了解读动脉粥样硬化斑块的复杂力学：混合分层理论-微观流变学方法的相关研究。成果以“Deciphering the complex mechanics of atherosclerotic plaques: a hybrid hierarchical theory-microrheology approach”为题于09月21日发表在《Acta Biomaterialia》上。
本文要点：
（1）本文开发了一种混合层次理论-微流变学（HHM）方法，能够分析不同空间尺度下斑块中区域组织黏弹性在多尺度上的机械变化和分布。揭示斑块中的普遍两阶段幂律流变学行为，其特点是具有不同的幂律指数（αshort和αlong），作为斑块组成部分的机械指标，并用于评估机械梯度。
（2）本文提出自相似层次理论，有效描述了从细胞质、细胞到组织层次的斑块异质性。此外，提出的多层感知器模型解决了斑块内黏弹性、异质性和梯度问题，为识别不稳定斑块提供了一种有前景的诊断策略。
（3）本文引入一种基于机械指标的多层感知器（MLP）模型，并测试了其在评估不同斑块区域方面的准确性和效率。本研究首次捕捉了斑块帽、内膜层和富含脂质池等区域的多尺度机械变化，为深入理解斑块力学提供更为细致的视角。
文章来源：
https://doi.org/10.1016/j.actbio.2024.09.029
