Техника - молодёжи 1986-01, страница 39
Парафиновые слепки с одного корня аорты, полученные при давлении 80, 120, 160 мм рт. ст. Наиболее жесткие элементы — фиброзное кольцо и комиссуральные стержни — незначительно меняют свои размеры в отличие от аортальных синусов. Изучение биомеханических свойств отдельных элементов клапанно-аортального комплекса протеза и всего корня аорты. Определялись прочностные и упругие характеристики его элементов по результатам испытаний на растяжение, а также путем измерения размеров парафиновых слепков корней аорты свиного клапана при давлениях от 40 до 260 мм рт. ст На графике зависимости модуля упругости (модуля Юнга) от давления видно, что наибольшей жесткостью обладает фиброзное кольцо (1), комиссуральные стержни (2) и арочное кольцо (3), синусы являются менее жесткими структурами. Протез БАКС. Et, тс/мм2 * so лшрпьст Надо сказать, что синусы исследователи считали раньше принадлежностью сосудов сердца и с клапанным механизмом не связывали. А что, если это не так? Для проверки такого предположения решено было обратиться в Московское высшее техническое училище имени Н. Э Баумана с просьбой выяснить динамику движений аорты и аортального клапана. Проблема заинтересовала ученых. Начались испытания образцов, вырезанных из каждой «детали» корня аорты, на растяжение. Их проводили так же, как с металлическими или неметаллическими машиностроительными материалами. Опыты показали: каркас в аорте имеется. Его роль берут на себя пучки жестких и упругих пружинящих волокон. Они снижают уровень напряжений в местах крепления створок к арочному кольцу. Самым жестким, словно тугая резина, оказалось фиброзное кольцо основания, менее жесткими — идущие от него комиссуральные стержни, а также присоединенное к их вершинам арочное кольцо, несущее лепестки клапана. Для чего природе потребовалась эта переменная жесткость? Нельзя ли ее смоделировать? Взяв упругие проволочки разных диаметров, исследователи попытались смастерить каркас упрощенную механическую модель упругого «скелета» тканей корня аорты. Но для этого нужно было «расшифровать» внутреннее строение каждого элемента корня, определить их механические свойства в различных сечениях. Каждый эле- Таков механизм работы клапанно-аортального комплекса протеза. Фаза А соответствует максимальной скорости изгнания крови в аорту. Все элементы комплекса находятся в напряженном состоянии: фиброзное и арочное кольца максимально растянуты, длина комиссуальных стержней наибольшая, синусы вытянуты по направлению кровотока. Под действием растяжения со стороны стержней открытые створки клапана вытягиваются в направлении кровотока, образуя напряженную конструкцию в виде цилиндрической или конусообразной оболочки. Такое положение створок позволяет им без значительных прогибов в полость синусов выравнивать выходной поток крови из левого желудочка в аорту. При этом устойчивые вихри крови в полостях между створками и синусами находятся в динамическом равновесии с выходным потоком крови и регулируют угол наклона створок. Фаза Б соответствует уменьшению скорости крови Снижается давление в аорте, а также степень растяжения арочного кольца, комиссуральных стержней, синусов. Стерж-нй при этом движутся внутрь к оси клапана. Створки, испытывая меньшее растяжение со стороны стержней при выравнивании давления в желудочке и аорте, спадают и готовы к закрытию клапана. Так как поток крови в аорте замедлен, створки захватываются начинающимся обратным кровотоком, его затухающими вихрями и смыкаются. Фаза В предшествует диастоле — расширению предсердий и желудочков сердца для заполнения кровью. Нагрузка на стенки синусов в начальную фазу диастолы максимальна для закрытого клапана. Это вызывает их значительное растяжение, что, в свою очередь, приводит к уменьшению высоты подъема арок арочного кольца. Поскольку упругие стержни растянуты минимально, они, следовательно, и более податливы и наряду с синусами, а также с самой аортой принимают на себя гидравлический удар, возникающий при закрытии клапана. В результате концентрации деформации в створках не происходит. Створки вытягиваются в почти плоскую мембрану, практически не провисая в полость левого желудочка. Фаза Г — расслабление левого желудочка в конце диастолы. При уменьшении давления в аорте в конце диастолы происходит уменьшение внутренних усилий во всех элементах клапанно-аортального комплекса протеза. Длина стержней немного увеличивается, в результате свободные края сомкнутых створок поднимаются вверх. Фаза Д — начало сокращения сердца для выброса крови. При возрастании давления в левом желудочке длина стержней продолжает увеличиваться. Это приводит к максимальному открытию створок клапана. Они работают надежно их износоустойчивость чрезвычайно высока —Г JU |
