Возможности современных методов прямых механических испытаний в оценке интраоперационных образцов аневризмы аорты, возникшей на фоне неконтролируемой артериальной гипертензии

Цель исследования — изучить возможности применения в клинической практике методов прямых механических испытаний для оценки прочностных и упруго-деформативных характеристик интраоперационных образцов аневризмы дуги аорты, возникшей на фоне неконтролируемой артериальной гипертензии.

Материалы и методы. Экспериментальным материалом для исследования послужили резецированные части аневризмы аорты, полученные во время операции протезирования аневризмы у пациентки с неконтролируемой артериальной гипертензией. Применялись такие методы прямых механических испытаний, как инструментальное индентирование и метод одноосного растяжения.

Результаты. Показано, что методом прямого инструментального индентирования можно точно оценить и сравнить между собой жесткость всех трех слоев стенки аорты. В данном случае наибольшему атеросклеротическому повреждению была подвержена внутренняя оболочка интимы аорты. В области медии наблюдался большой разброс значений данного показателя и расслоение материала. Метод одноосного растяжения позволяет получить точные параметры прочности сосудистой стенки, оценить жесткость, эластичность и деформативные способности интраоперационно взятой ткани аорты. Установлено, что стенка аневризмы по сравнению с нерасширенным участком аорты отличалась существенно меньшей прочностью как в продольном (в 4,25 раза), так и в поперечном (в 3,75 раза) направлениях, более низкой эластичностью и деформативной способностью.

Заключение. Продемонстрированы перспективы и возможности применения в клинической практике современных методов прямых механических испытаний, которые позволят получить более точные показатели прочностных и упруго-деформативных характеристик сосудов, уточнить патофизиологические механизмы развития сердечно-сосудистых осложнений и обосновать необходимость регулярного контроля жесткости сосудистой стенки.

1. Maksimov S.A., Balanova Y.A., Shalnova S.A., Muromtseva G.A., Kapustina A.V., Drapkina O.M. Regional living conditions and the prevalence, awareness, treatment, control of hypertension at the individual level in Russia. BMC Public Health 2022; 22(1): 202, https://doi.org/10.1186/s12889-022-12645-8.
2. Lu W., Pikhart H., Tamosiunas A., Kubinova R., Capkova N., Malyutina S., Pająk A., Bobak M. Prevalence, awareness, treatment and control of hypertension, diabetes and hypercholesterolemia, and associated risk factors in the Czech Republic, Russia, Poland and Lithuania: a cross-sectional study. BMC Public Health 2022; 22(1): 883, https://doi.org/10.1186/s12889-022-13260-3.
3. Османов Э.М., Маньяков Р.Р., Туктамышева Л.М., Гараева А.С. Гендерные и возрастные особенности распространенности гипертонической болезни в популяции среднеурбанизированного города центральной России. Проблемы социальной гигиены, здравоохранения и истории медицины 2022; 30(5): 766–770, https://doi.org/10.32687/0869-866X-2022-30-5-766-770.
4. Подзолков В.И., Тарзиманова А.И., Георгадзе З.О. Современные принципы лечения неконтролируемой артериальной гипертензии. Рациональная фармакотерапия в кардиологии 2019; 15(5): 736–741, https://doi.org/10.20996/1819-6446-2019-15-5-736-741.
5. Romano S., Rigon G., Albrigi M., Tebaldi G., Sartorio A., Cristin L., Burrei G., Fava C., Minuz P. Hypertension, uncontrolled hypertension and resistant hypertension: prevalence, comorbidities and prescribed medications in 228,406 adults resident in urban areas. A population-based observational study. Intern Emerg Med 2023; 18(7): 1951–1959, https://doi.org/10.1007/s11739-023-03376-8.
6. Hibino M., Otaki Y., Kobeissi E., Pan H., Hibino H., Taddese H., Majeed A., Verma S., Konta T., Yamagata K., Fujimoto S., Tsuruya K., Narita I., Kasahara M., Shibagaki Y., Iseki K., Moriyama T., Kondo M., Asahi K., Watanabe T., Watanabe T., Watanabe M., Aune D. Blood pressure, hypertension, and the risk of aortic dissection incidence and mortality: results from the J-SCH study, the UK Biobank study, and a meta-analysis of cohort studies. Circulation 2022; 145(9): 633–644, https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.121.056546.
7. Bento J.R., Meester J., Luyckx I., Peeters S., Verstraeten A., Loeys B. The genetics and typical traits of thoracic aortic aneurysm and dissection. Annu Rev Genomics Hum Genet 2022; 23: 223–253, https://doi.org/10.1146/annurev-genom-111521-104455.
8. Acharya M.N., Mariscalco G. Surveillance for moderate-sized thoracic aortic aneurysms: equality is the goal. J Card Surg 2022; 37(4): 840–842, https://doi.org/10.1111/jocs.16174.
9. Saeyeldin A.A., Velasquez C.A., Mahmood S.U.B., Brownstein A.J., Zafar M.A., Ziganshin B.A., Elefteriades J.A. Thoracic aortic aneurysm: unlocking the “silent killer” secrets. Gen Thorac Cardiovasc Surg 2019; 67(1): 1–11, https://doi.org/ 10.1007/s11748-017-0874-x.
10. Ostberg N.P., Zafar M.A., Ziganshin B.A., Elefteriades J.A. The genetics of thoracic aortic aneurysms and dissection: a clinical perspective. Biomolecules 2020; 10(2): 182, https://doi.org/10.3390/biom10020182.
11. Gouveia E., Melo R., Silva Duarte G., Lopes A., Alves M., Caldeira D., Fernandes E., Fernandes R., Mendes Pedro L. Incidence and prevalence of thoracic aortic aneurysms: a systematic review and meta-analysis of population-based studies. Semin Thorac Cardiovasc Surg 2022; 34(1): 1–16, https://doi.org/10.1053/j.semtcvs.2021.02.029.
12. Lu H., Du W., Ren L., Hamblin M.H., Becker R.C., Chen Y.E., Fan Y. Vascular smooth muscle cells in aortic aneurysm: from genetics to mechanisms. J Am Heart Assoc 2021; 10(24): e023601, https://doi.org/10.1161/JAHA.121.023601.
13. Anfinogenova N.D., Sinitsyn V.E., Kozlov B.N., Panfilov D.S., Popov S.V., Vrublevsky A.V., Chernyavsky A., Bergen T., Khovrin V.V., Ussov W.Y. Existing and emerging approaches to risk assessment in patients with ascending thoracic aortic dilatation. J Imaging 2022; 8(10): 280, https://doi.org/10.3390/jimaging8100280.
14. Gosse P., Boulestreau R., Doublet J., Gaudissard J., Cremer A. Arterial stiffness (from monitoring of Qkd interval) predict the occurrence of cardiovascular events and total mortality. J Hum Hypertens 2023; 37(10): 907–912, https://doi.org/10.1038/s41371-022-00797-4.
15. Chang G., Hu Y., Ge Q., Chu S., Avolio A., Zuo J. Arterial stiffness as a predictor of the index of atherosclerotic cardiovascular disease in hypertensive patients. Int J Environ Res Public Health 2023; 20(4): 2832, https://doi.org/10.3390/ijerph20042832.
16. Acampa M., Bongiorno M., Lazzerini P.E., Catania C., Domenichelli C., Guideri F., Tassi R., Cartocci A., Martini G. Increased arterial stiffness is a predictor of delayed ischaemic stroke after subarachnoid haemorrhage. Heart Lung Circ 2021; 30(4): 525–530, https://doi.org/10.1016/j.hlc.2020.07.016.
17. Zhang Y., Lacolley P., Protogerou A.D., Safar M.E. Arterial stiffness in hypertension and function of large arteries. Am J Hypertens 2020; 33(4): 291–296, https://doi.org/10.1093/ajh/hpz193.
18. Zhang J.R., Zhou J. The detection and evaluation of vascular stiffness. Sheng Li Xue Bao 2022; 74(6): 894–902.
19. Milan A., Zocaro G., Leone D., Tosello F., Buraioli I., Schiavone D., Veglio F. Current assessment of pulse wave velocity: comprehensive review of validation studies. J Hypertens 2019; 37(8): 1547–1557, https://doi.org/10.1097/HJH.0000000000002081.
20. Badji A., Sabra D., Bherer L., Cohen-Adad J., Girouard H., Gauthier C.J. Arterial stiffness and brain integrity: a review of MRI findings. Ageing Res Rev 2019; 53: 100907, https://doi.org/10.1016/j.arr.2019.05.001.
21. Liu F., Haeger C.M., Dieffenbach P.B., Sicard D., Chrobak I., Coronata A.M., Suárez Velandia M.M., Vitali S., Colas R.A., Norris P.C., Marinković A., Liu X., Ma J., Rose C.D., Lee S.J., Comhair S.A., Erzurum S.C., McDonald J.D., Serhan C.N., Walsh S.R., Tschumperlin D.J., Fredenburgh L.E. Distal vessel stiffening is an early and pivotal mechanobiological regulator of vascular remodeling and pulmonary hypertension. JCI Insight 2016; 1(8): e86987, https://doi.org/10.1172/jci.insight.86987.
22. Фомкина О.А., Николенко В.Н. Биомеханические параметры средней мозговой артерии при одноосном продольном и поперечном ее растяжении. Астраханский медицинский журнал 2012; 7(4): 253–255.
23. Pierce G.L., Coutinho T.A., DuBose L.E., Donato A.J. Is it good to have a stiff aorta with aging? Causes and consequences. Physiology (Bethesda) 2022; 37(3): 154–173, https://doi.org/10.1152/physiol.00035.2021.
24. Вачев А.Н., Дмитриев О.В., Козин И.И., Черно­ва­лов Д.А., Грязнова Д.А., Итальянцев А.Ю., Лукьянов А.А., Гуреев А.Д., Прожога М.Г. Протезирование восходящего отдела и дуги аорты по методике Hemiarch без циркуляторного ареста при аневризме и ограниченном расслоении. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия 2020; 13(2): 151–156, https://doi.org/10.17116/kardio202013021151.
25. Efremov Y.M., Shpichka A.I., Kotova S.L., Timashev P.S. Viscoelastic mapping of cells based on fast force volume and PeakForce Tapping. Soft Matter 2019; 15(27): 5455–5463, https://doi.org/10.1039/c9sm00711c.
26. di Gioia C.R.T., Ascione A., Carletti R., Giordano C. Thoracic aorta: anatomy and pathology. Diagnostics (Basel) 2023; 13(13): 2166, https://doi.org/10.3390/diagnostics13132166.
27. Yang T., Yuan X., Gao W., Lu M.J., Hu M.J., Sun H.S. Causal effect of hypertension and blood pressure on aortic diseases: evidence from Mendelian randomization. Hypertens Res 2023; 46(9): 2203–2212, https://doi.org/10.1038/s41440-023-01351-6.
28. Белов Ю.В., Федоров Д.Н., Тааев Б.К., Даабуль А.С. Особенности гистологического строения стенки восходящей аорты при аневризме. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия 2013; 6(2): 34–36.

Nikolenko V.N., Belov Y.V., Oganesyan M.V., Efremov Y.M., Rizaeva N.A., Vovkogon A.D., Sankov A.V., Gridin L.A., Timashev P.S., Bulygin K.V., Sankova M.V. Potential of Current Direct Mechanical Testing Methods in Assessing Intraoperative Samples of Aortic Aneurysm Caused by Uncontrolled Arterial Hypertension. Sovremennye tehnologii v medicine 2024; 16(4): 46, https://doi.org/10.17691/stm2024.16.4.05