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Ein abdominales Aortenaneurysma (AAA) ist eine komplexe Gefäßerkrankung, bei der es zu einer lokalen und asymmetrischen Ausweitung der abdominalen Aorta kommt. Es ist wohlbekannt, dass biomechanische Faktoren eine fundamentale Rolle für das Wachstum, die Remodellierung und den Bruch eines AAAs spielen. Verglichen mit den enormen Fortschritten des letzten Jahrzehnts bezüglich des Verständnisses der Biomechanik des erkrankten aneurysmatischen Gewebes und der gesunden Aorta, ist es nun wichtig, die Veränderungen der biomechanischen Eigenschaften von aneurysmatischem Gewebe während der pathologischen Entwicklung des AAAs zu erforschen. Dies liefert uns ein grundlegendes und besseres Verständnis der AAA-Degeneration und den damit verbundenen Bruchmechanismen vom mechanischen Gesichtspunkt aus. Diese Doktorarbeit konzentriert sich hauptsächlich auf die experimentelle Bestimmung der biomechanischen Eigenschaften von zwei Gewebehaupttypen innerhalb des AAAs - dem intraluminalen Thrombus (ILT) und der mit dem Thrombus bedeckten AAA-Wand. Mittels biaxialen Zug- und sogenannten Peeling-Versuchen konnten wir die biaxialen mechanischen Eigenschaften und die Dissektionseigenschaften der ILTs und der thrombusbedeckten' AAA-Wände systematisch erforschen. Ferner konnten wir damit ein geeigneteres 3D Materialmodell für die Charakterisierung des biaxialen mechanischen Verhaltens beider Gewebstypen entwickeln. Ein weiterer wichtiger Beitrag dieser Arbeit ist, dass wir als erste das relative Thrombusalter innerhalb des AAAs durch Korrelation der Änderung der mechanischen Eigenschaften von thrombotischem Gewebe mit dessen mikrostrukturellen Charakteristiken in der Histologie bestimmten. Als einen neuartigen Faktor in der AAA-Forschung kann das vorgeschlagene relative Thromusalter von entscheidender Bedeutung für die Entstehung und Progression des ILT und ihre mögliche Auswirkung auf die Mechanik der AAA-Wand gesehen werden. Darüber hinaus fanden wir eine Beziehung zwischen Alter des ILT und der Wandschwächung des AAA. Eine Massenanteil-Analyse wurde durchgeführt, um das relative Trockengewicht der zwei mechanisch relevantesten Proteine Kollagen und Elastin im AAA bestimmen zu können. Des Weiteren wurden geschlechtsspezifische Unterschiede der biomechanischen Eigenschaften der AAAs diskutiert.
An abdominal aortic aneurysm (AAA) is a complex vascular pathology which leads to a localized and asymmetric dilation of the abdominal aorta. It is well known that biomechanical factors play fundamental roles in AAA lesion growth, remodeling and rupture. Compared to tremendous advances during the past decade in our understanding of the biomechanics of diseased aneurysmal tissue and healthy aorta, it is more important to explore changes in the biomechanical properties aneurysmal tissue in the AAA pathological progression. This provides us a basis to better understand AAA degeneration and the associated rupture mechanism, from a mechanical point of view. This PhD thesis mainly focuses on experimental investigations of the biomechanical properties of two major types of tissues within the AAA, i.e. intraluminal thrombus (ILT) and thrombus-covered wall. By performing biaxial extension and peeling tests, we systematically explore biaxial mechanical responses and quantitatively determine dissection properties of ILTs and the thrombus-covered walls, and further develop a more appropriate 3D material model to characterize the biaxial mechanical behaviors of both tissue types. Another key contribution of this thesis is to determine the relative thrombus age within the AAA by characterizing the microstructure of ILT samples using histology and by investigating changes in the biomechanical properties of thrombotic tissues. As a novel factor in the AAA research, the relative thrombus age is critically important to show the initiation and progression of the ELT and its potential effects on AAA wall mechanics. Further, we find that ILT aging relates to wall weakening in the AAAs. Mass fraction analysis is aiming to quantify dry weight percentages of two protein components elastin and collagen within the AAA wall, which, in turn, determine mechanical properties at the tissue level. Moreover, gender differences in biomechanical properties of AAA are also discussed.