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肠梗阻是一种常见的临床外科急腹症,是指肠腔由于机械性梗塞或不可逆的生理位置改变（如扭转、嵌顿疝和肠套叠等）引起的内容物通过功能障碍。梗阻发生时,肠道内容物通过性受到抑制,组织屏蔽与吸收功能出现异常,进而造成体液和电解质丢失,血容量降低,内毒素移位,腔内压力升高,从而引起局部血液循环功能的严重障碍。肠梗阻患者常表现有剧烈腹痛、呕吐甚至休克。该病发展迅速,具有极高致死率。临床上最为常见是机械性小肠梗阻,其致病原因复杂,病情发展多变,在没有获得及时诊疗的情况下致死率为5%10%,若伴有肠绞窄则上升至10%20%。单纯的机械性小肠梗阻会诱发肠组织重构,引起胃肠道组织形态和生物力学特征发生变化,梗阻近端因内容物累积引起的肠腔扩张和肥大是肠梗阻的最主要特征。负载增高使肠壁受到被动拉伸,为防止过度拉伸造成严重的组织损伤,组织势必进行自身基本形态和生物力学特征的重构,以提高自身负载能力,从而适应更高的应力等级。根据现有研究结果证实肌层增厚会降低组织残余应变（residual strain）,黏膜下层增生则导致肠壁硬度（Wall Stiffness）增加,胶原含量或比例变化还将提高器官拮抗扩张能力从而保护组织内部结构。这些变化都与梗阻时间紧密相关,而且不同部位所受到的力学刺激不尽相同,因此它们还具有一定的位置相关性。研究梗阻后肠组织的应力-应变关系,能反应不同部位在不同致病阶段的力学功能变化情况,对深入认识食团运输机制、平滑肌功能、力学-形态特征重构有着重要意义,同时有助于了解肠梗阻发病机制、提高诊疗水平。目前大多数肠梗阻生物力学研究都主要关注于慢性非完全肠梗阻的中长期变化,且通常只研究了轴向和周向力学因素改变,而对于急性完全梗阻的组织形态与力学特征,及非完全梗阻切向力学特征的研究数据却相当有限,不能完整清楚地阐明力学-形态在不同致病阶段的改变过程。本课题中,我们从急性完全和非完全肠梗阻组织力学-形态重构这一独特视角,针对以肠腔扩张为主的急性完全肠梗阻和以组织增生为主的非完全肠梗阻不同的病理特点进行了研究:首先在回肠末端采用套环方式构建了SD大鼠的急性完全梗阻模型,并设立对照组进行对比分析,分别对致病6h,12h,24h,36h,48h时对梗阻近端不同部位的5段组织（每段6cm）的病理特征与残余应力变化进行了全面分析,还从多方面对肠屏障功能进行了评价;随后构建了空肠中段的非完全肠梗阻模型,对致病2周后的梗阻远端、近端临近梗阻点、近端远离梗阻点三段组织进行了病理分析和载荷释放研究,还通过自主开发的三轴拉伸试验装置TRIAX完成了力学拉伸试验,结合数值模拟技术对组织增生引起的肠道材料力学常数及剪切模量变化特征进行了深入讨论。主要研究结果如下:（1）急性完全肠梗阻对肠黏膜造成了极大的损伤,二胺氧化酶（diamine oxidase,DAO）和D-乳酸浓度在梗阻12-24h内出现增高,但在24-48h内没有表现出时间递增性。梗阻近端肠道组织形态及生物力学特性变化明显,但同一致病时间点各段间差异性较小。梗阻引起肠腔扩张、黏膜与浆膜长度随梗阻时间延长逐渐增大（P<0.001）。梗阻发生24小时后组织出现增生,肠壁截面积显著增大（P<0.001）。肠管展开角和弯折角在梗阻24h时减至最低点,随后展开角逐渐增大,弯折角恢复到梗阻前水平。残余拉伸率和肠壁中性轴位置在梗阻24小时后变化趋势性发生转折。病理分析显示肠壁各层组织厚度和面积在梗阻发生的前12小时内几乎没有改变,但24小时后发生增生并随时间程度不断加重,其中环行肌层变化最为显著（P<0.05）。天狼星红染色分析发现梗阻肠段Ⅲ型胶原出现显著性地上升（P<0.001）,而Ⅰ型胶原却显著性减少（P<0.001）。相关性分析发现,黏膜周向残余拉伸率与黏膜下层面积、环行肌面积和纵行肌面积呈显著正相关,与Ⅰ型胶原含量呈中度负相关;黏膜轴向残余拉伸率与黏膜下层厚度呈显著正相关。（2）梗阻近端肠腔大小、管壁厚度、管壁截面积和肌层厚度较对照组显著性增大（P<0.001）,且越临近梗阻点变化越大。展开角和残余应力在近端临近梗阻点处呈显著减小（P<0.05）。材料特征常数数值模拟结果显示,a2（轴向常数）明显大于a1（周向常数）,表明轴向硬度较另外两个方向更高（p=0.01）。梗阻近端周向和轴向硬度较假性梗阻组变大,而切向出现变软现象,其中近端临近梗阻点最为明显（P<0.01）。Neo-Hooken模型参数μ1能有效应用于梗阻肠道剪切模量研究。综上所述,通过本研究工作我们阐明了在急性完全肠梗阻发病6至48小时的小肠组织形态及生物力学特征变化情况,发现致病后1224小时这一时间节点是生物力学-形态特征改变的主要转折点;同时证实了在非完全肠梗阻中组织材料力学特征因严重的组织增生而产生了重大改变,且越临近梗阻点,变化越明显;并且为非完全肠梗阻生物力学重构研究提供了新的研究成果,即梗阻肠管切向变软。本研究结果对了解组织力学-形态特征与肠梗阻疾病的关系提供了实验资料,为肠梗阻的诊疗提供了新的思路和理论根据。