Blood flow modelling in intracranial vessels in relationship to endothelium changes and development of intracranial aneurysms
Project goals
Rupture of intracranial aneurysms (IA) leads to one of the most severe types of stroke with high morbidity and mortality. Deviations in hemodynamics inside an IA are associated with inflammation reaction in the vessels including activation of macrophages resulting in endothelial damage. Structural changes of the vessel wall lining lead to decreased strength of the wall increasing the risk of IA growth or rupture. In this project we will study the association between hemodynamics via computational fluid dynamics (CFD) and inflammation-related vessel wall damage from samples of IA sacs harvested during aneurysm surgery (clipping). Further, endothelial damage under various hemodynamic conditions will be studied using laboratory models. These laboratory models will be evaluated using microfluidic aneurysm models based on real-patients data. The flow data in the laboratory will be correlated with CFD models. Also, these laboratory models will be utilized in testing new experimental therapeutic approaches, such as statins and mesenchymal stem cells vesicles in the process of stabilization and healing of the damaged endothelial cells. Our research may help in better understanding the influence of hemodynamics of vessel wall damaage leading to IA growth and rupture. Further, these new treatment modalities may contribute to developing potential preventive treatment in patients with a diagnosed unruptured IA.
Keywords
mezenchymální kmenové buňkymesenchymal stem cellsmakrofágymacrophagesaneurysmaaneurysmendotheliumstatinystatinsendotelcomputational fluid dynamicsmikrofluidikamicrofluidicspočítačová modelace toku
Public support
Provider
Ministry of Health
Programme
—
Call for proposals
SMZ0202200001
Main participants
Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
NU22-08-00124
Alternative language
Project name in Czech
Modelování toku v intrakraniálních cévách ve vztahu ke změnám endotelu a rozvoji intrakraniálních aneuryzmat
Annotation in Czech
Ruptura intrakraniálního aneuryzmatu (IA) způsobuje jeden z nejvážnějších typů krvácivé mozkové příhody vyznačující se vysokou morbiditou a mortalitou. Změny v hemodynamice uvnitř mozkových aneuryzmat souvisí se zánětlivými změnami v cévách včetně aktivace makrofágů, což způsobuje poškození endoteliálních buněk. Strukturální změny v cévách pak vedou ke snížení pevnosti cévní stěny mající za následek zvýšení rizika růstu či ruptury IA. V tomto projektu budeme studovat vztah mezi hemodynamickými změnami pomocí počítačové modelace toku krve a zánětlivými změnami ve stěně vzorků intrakraniálních aneuryzmat získaných během operace (klipu) aneuryzmatu. Dále budeme modelovat poškození endotelu za různých hemodynamických podmínek pomocí laboratorních modelů. Pro laboratorní testování budou využity mikrofluidní modely aneuryzmat zpracované na základě vstupních dat reálných pacientů. Data získaná z laboratorních modelů budou korelována s modely získanými matematickými kalkulacemi. Dále budou laboratorní modely využity pro testování nových terapeutických agens. Bude testován vliv statinů a extracelulárních vezikul mezenchymálních kmenových buněk na stabilizaci a hojení poškozeného endotelu. Nové poznatky mohou vést k lepšímu porozumění vlivu hemodynamiky na poškození cévní stěny s následným růstem a rupturou mozkových aneuryzmat. Zkoumání nových léčebných modalit může přispět k vývoji potenciální preventivní léčbě u pacientů s diagnostikovaným neprasklým IA.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
May 1, 2022
Realization period - end
Dec 31, 2025
Project status
K - Ending multi-year project
Latest support payment
Apr 12, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-MZ0-NU-R
Data delivery date
Mar 12, 2025
Finance
Total approved costs
16,132 thou. CZK
Public financial support
16,132 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
16 132 CZK thou.
Public support
16 132 CZK thou.
100%
Provider
Ministry of Health
OECD FORD
Clinical neurology
Solution period
01. 05. 2022 - 31. 12. 2025