基于心房肌细胞构建生物起搏器的初步仿真研究

摘要

目前对于缓慢性心律失常，临床上主要采用植入人工心脏起搏器的方法，尽管现代起搏技术已取得了显著的发展，但电子起搏器仍然显露出诸多弊端。随着生物技术的发展，应用生物起搏治疗缓慢心律失常成为可能。众所周知，病窦综合征的主要原因是具有起搏功能的P细胞减少，如果能通过生物技术手段，将心房肌细胞转化为新的起搏位点，替代受损的细胞，并形成良好的电-机械连接，可恢复其起搏功能。
　　建模仿真研究作为对临床研究的辅助手段和必要补充，以其便利性和可重复性受到研究人员的欢迎。为了研究心房肌细胞作为新的起搏位点的可行性，本文深入分析窦房结细胞起搏机制，在心房肌细胞模型的基础上，模拟起搏动作电位，为生物起搏研究提供模型支持和理论分析。本论文的工作主要围绕窦房结细胞起搏相关的离子流进行建模仿真，研究内容主要包括以下几个方面:
　　1)对心脏窦房结细胞生理学特性和心房肌细胞生理学特性做了回顾，并深入分析窦房结细胞自发动作电位形成机制;
　　2)仿真了超极化激活起搏电流、T型钙离子电流、L型钙离子电流以及延迟整理钾电流对窦房结细胞动作电位的影响;
　　3)仿真超极化激活起搏电流、T型钙离子电流、L型钙离子电流以及延迟整理钾电流对心房肌细胞动作电位的影响，通过修改模型中参数，观察心房肌细胞动作电位变化，使心房肌细胞能产生自发动作电位;
　　4)分析将心房肌细胞作为新的起搏位点的可行性。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容和本论文的构成

2 窦房结细胞模型发展综述

2．1 窦房结细胞电生理基础

2．1．1 窦房结细胞的物理结构

2．1．2 窦房结细胞自发动作电位

2．2 窦房结细胞起搏机制

2．3 窦房结细胞电生理建模

2．3．1 超极化激活离子流If

2．3．2 窦房结细胞钙离子流

2．3．3 延迟整流钾电流

2．3．4 其他离子电流

2．4 本章小结

3 心房肌细胞模型发展综述

3．1 心房肌细胞电生理基础

3．1．1 心房肌细胞物理结构

3．1．2 心房肌细胞动作电位

3．2 心房肌细胞电生理建模

3．2．1 细胞内钙离子流

3．2．2 心房细胞的延迟整流钾电流

3．2．3 心房细胞内快钠电流

3．2．4 心房细胞的其他离子电流

3．3 本章小结

4 心房细胞生物起搏的电学仿真研究

4．1 生物起搏相关离子电流

4．1．1 超极化激活起搏电流及其仿真研究

4．1．2 细胞内钙离子电流

4．1．3 延迟整流钾离子电流

4．2 心房细胞生物起搏仿真研究

4．2．1 心房肌动作电位模型

4．2．2 各离子电流对动作电位的影响

4．3 生物起搏位点可行性分析

4．3．1 生物起搏研究进展

4．3．2 相关离子流实验进展

4．3．3 构建心房新起搏位点

4．4 本章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

作者简历