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摘要经皮冠状动脉治疗术后支架内再狭窄的发生机制尚未明确。分子浓度的差异会导致分子从高浓度向低浓度区域扩散。类似地，可以推测细胞浓度的大小也会影响细胞增殖分布，进而影响动脉重塑的过程。因此，探究细胞浓度在动脉重塑过程中的作用是很有必要的。目前，计算机模型已经广泛应用于以探究病理生理过程的生物力学和力学生物学机制。当前研究中建立的动脉重塑模型大多基于一次损伤而未将应力和几何形状的反馈考虑在内。因此，本文研究两个问题:(1)探究血管细胞浓度差异对动脉重塑的影响，以进一步了解其潜在机制;(2)探索建立能更新血管应力和几何形状的双向耦合模型。<br>　　针对第一个问题:使用有限元模型和基于代理模型来模拟支架植入冠状动脉引起的平滑肌细胞损伤和增殖的过程。利用有限元模型模拟支架在冠状动脉中的扩张过程，将动脉壁受到支架的扩张应力作为基于代理模型的输入变量。基于代理模型中的平滑肌细胞发生应力损伤，随后在基质金属蛋白酶和细胞外基质的调节下增殖，逐渐降低损伤水平。平滑肌细胞随机分布在定义域内，其周围细胞的数量用于指示浓度的变化，周围细胞数量最少的细胞位置优先增殖。分别针对有和无浓度影响的情况，进行了模拟和对比分析。<br>　　针对第二个问题:建立有限元模型与基于代理模型双向耦合的模型。基于代理模型中平滑肌细胞生长后在动脉管壁形成新的内膜，管壁形状发生改变。提取动脉生长后三个横截面轮廓，重建生成三维实体，并重新计算生长后动脉的应力。将其作为基于代理模型新的输入进入新一轮的生长模拟，实现了动脉应力和几何形状的双向耦合。基于此，模拟分析动脉重塑过程中的应力和管腔变化过程以及动脉稳态的形成。<br>　　仿真结果表明，支架植入后，支架支撑区域的严重受损的平滑肌细胞先增殖，逐渐向管腔延伸，直至动脉达到稳定状态。相较于无浓度作用情况，在浓度作用下平滑肌细胞增殖更快，新生成的平滑肌细胞数量更多，动脉形成的内膜更厚。双向耦合模型表明生长后的动脉的应力值减小，再次生长时满足生长的平滑肌细胞数量显著降低，管腔面积进一步减少。<br>　　在浓度的影响下，细胞能充分利用管腔空间进行生长，因此浓度作用对动脉重塑具有重要意义。双向耦合模型能模拟动脉中管腔减少和应力降低的过程，更加真实的展现动脉重塑过程。