Click here to load reader

WYKŁAD 10 : Przepływ krwi C. D.;

  • View
    81

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Biomechanika przepływów. WYKŁAD 10 : Przepływ krwi C. D.;. WYKŁAD 10 : Przepływ krwi C. D.;. Profil prędkości podczas przepływu krwi przewodem o średnicy kołowej opisuje równanie: . WYKŁAD 10 : Przepływ krwi C. D.;. Możemy teraz wyznaczyć wartość strumienia :. - PowerPoint PPT Presentation

Text of WYKŁAD 10 : Przepływ krwi C. D.;

Slajd 1

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Biomechanika przepyww

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;

Profil prdkoci podczas przepywu krwi przewodem o rednicy koowej opisuje rwnanie:

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Moemy teraz wyznaczy warto strumienia :

Co po odpowiednim podstawieniu i dla znanej warto gradientu cinienia daje nam wzr:

Jeeli dp/dx > (2y/a)

Jeeli -dp/dx < (2y/a)

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Wprowadmy now notacj

I teraz wyraenie na Q mona zapisa nastpujco:

Gdzie :

(10.1)

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Rwnanie (10.1) jest podobne do znanego rwnania Poseuillea, rni si tylko o czynnik F

W 1965 S. Oka poda zaleno na F w Postaci przedstawionej na rysunku. Jak wida natenie przepywu krwiMaleje do znacznie wraz ze wzrostem .A dla > 1 przepyw ustaje.

Jeeli przedstawi na wykresie zalenopierwiastka z Q od pierwiastka ze spadku cinieniato otrzymana zaleno przypominazaleno przepywu od naprenia dlapynw plastycznych Binghama

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Rwnania przedstawione wczeniej w peni opisuj laminarny przepyw krwi w przewodziecylindrycznym.Zastanwmy si co jest przyczyn takiego a nie innego zachowania si krwi w przepywie?Wiemy ju, e plazma krwi zachowuje si jak zwyky pyn Newtonowski i nie Newtonowskiezachowanie si krwi musi by spowodowane obecnoci krwinek.Jak krwinki zachowuj si podczas przepywu ?Czy oddziaywaj ze sob ?

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Wiadomym jest od dawna ( Fahraeus, 1929) e ludzkie krwinki czerwone mog formowaagregaty. (rouleaux) ktrych wystpowanie jest uzalenione od obecnoci globuliny i biaek fibrinogennych

pojedyncze agregaty liniowe i rozgazioneukad usieciowany

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;

Mona wyrni trzy rodzaje Rouleaux tworzonych przez erytrocyty:Rod-shaped shortRod-shaped longCurved rouleauxZnajc skad krwi ( Hematokryt okoo 45 %) moemy zaoy i reologiczne wasnoci krwis determinowane gwnie przez warto Hematokrytu i prawie nie zale od obecnociinnych krwinek w osoczu. To co si dzieje z erytrocytami i jak si one zachowuj podczas przepywu ma kluczoweznaczenie dla reologii caego ukadu jakim jest krew.

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;

Ksztat erytrocytw przypomina podwjnie wklsy krekrednica zewntrzna 8.4 m, maksymalna grubo to okoo 2.4 ma minimalna grubo to 1 m. rednia objto pojedynczegoerytrocytu to 87 m3 a powierzchnia to 163 m2. Gsto erytrocytw to 1.09 gstoci wody. Lepko pynu wewntrz erytrocytu jest pi razy wiksza ni lepko osocza i wynosi 7 mPa*s. Ksztat erytrocytu powoduje e jest on bardzo podatny na odksztacenia, co szczeglniewidoczne jest podczas przepywu przez mae naczynia kapilarne. Odksztacenia erytrocytw zachodz z zachowaniem objtoci i powierzchni !!!!!Hemoliza (zniszczenie erytrocytw) zachodzi gdy naprenia cinajce osigaj warto 200Pa.

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Im mniejsza prdko przepywu krwi oraz mniejsze naprenia cinajce tym obecno agregatw w przepywie jest powszechniejsza. Kiedy naprenia cinajce spadaj do 0zakada si i caa ludzka krew staje si jednym wielkim agregatem, zachowujcym si jakciao stae. Jeeli agregaty krwinek zachowuj si jak plastyczne ciao stae, to granica pynicia moe by identyfikowana ze sta y w rwnaniu Cassona.Wraz ze wzrostem napre cinajcych agregaty mog ulega rozpadowi co powoduje elepko krwi spada. Jeeli bdzie nastpowa dalszy wzrost wartoci napre cinajcychto krwinki bd ulegay odksztaceniom. Komrki bd ulega wydueniom i ukada si wzdu linii prdu. Proces ten rwnie bdzie zmniejsza warto lepkoci krwi.

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Agregaty erytrocytw tworz si w obszarach zmniejszonego przepywu i niskich naprecinajcych.Agregaty te pod wpywem napre cinajcych mog si rozpada, ale rwnie mog siodksztaca co ma swj udzia w obnianiu si lepkoci. Te zjawiska nie mog by jedyn przyczyn nie Netonowskiego zachowania si krwi poniewa, lepko zawiesiny erytrocytw w roztworze w ktrym nie tworz si agregatyrwnie nie jest staa.

Wpyw agregacji i deformacji krwinek na lepko krwi przedstawia rysunek: (Chien, 1970)normalna krewNA zawiesina krwinek czerwonych w roztworze niezawierajcym globuliny ifibrinogenu HA roztwr utwardzonych krwinek

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;

Krew mona porwna z innymizawiesinami. Dla napre cinajcychpowyej 100 s-1. Dla 50 % stenia, zawiesina zoona z sztywnych kul niejest wstanie pyn.Natomiast krew pynie nawet przy 98 % Zawiesina erytrocytw o H>59,3% musi zawiera odksztacone krwinki

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Mona wic przyj i za odchylenia od Newtonowskiego charakteru cieczy odpowiadajzjawiska deformacji erytrocytw oraz ich rotacja w przepywie.

Kontur w przekroju poprzecznymprzez erytrocyt moe by opisanyza pomoc owalu Cassiniego:Ksztat ostateczny otrzymujemy przez rotacj krzywej Cassiniego wok osi centralnej.

Odlego od punktw F1 i F2 do I jeststaa:

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Ksztat owalu Cassiniego jest specyficzny poniewa dla stosunku a/l energia deformacjisilnie elastycznej membrany przechodzi przez minimum:

Ksztat ten zapewnia rwnie szybk dyfuzje tlenu do hemoglobiny w erytrocytach

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;

W przypadku profilu prdkoci dla kadej wartoci ymamy inn warto prdkoci. Powoduje to e kadaczstka o skoczonych rozmiarach bdzie si toczy, obraca podczas przepywu. Proces ten zakca przepywi wymaga dodatkowych nakadw energii, co przejawiasi poprzez lepko. Jeeli n krwinek utworzy agregatto rotacja agregatu wywoa wiksze zakcenie ni sumazakce od pojedynczych krwinek. Wic rozpady agregatwbd wpywa na redukcje lepkoci.

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Drugim efektem wpywajcym na zmian lepkoci jest ukadanie si odksztaconych krwinekzgodnie z liniami prdu przepywu:

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Oddziaywania mechaniczne czerwonych krwinek z ciankami przewodwW swoich pracach Thoma (1927) wskaza na to i podczas przepywu krwi przez przewdcylindryczny, czerwone krwinki wykazuj tendencje do przemieszczania si w kierunku osiprzewodu, zostawiajc niewielka przestrze przy ciance wypenion tylko plazm. Grubotej strefy ronie wraz ze wzrostem wartoci napre. Podobny efekt obserwowany jestdla emulsji deformowanych kropel. Dla zawiesin sztywnych czstek sferycznych podobny efekt nie wystpuje.

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Formowanie si skrzepwSkrzepy krwi formuj si na uszkodzonych wewntrznych cianach naczy krwiononych i podczas kontaktu z powierzchni urzdze medycznych wprowadzonych do ukadu. Kiedy przepywajca krew kontaktuje si z powierzchni obc , pytki krwi przylegaj dopowierzchni, wydziela si wiele substancji chemicznych ktre przycigaj wicej pytek krwi,ktre formuj wiksze agregaty, przeksztacajce si w skrzep. Z czasem skrzep ulega rozpuszczeniu. W proces krzepnicia krwi zaangaowane jest bardzo duo substancji chemicznych

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;Medyczne aplikacje Reologii KrwiJednym z najprostszych zastosowa wiedzy o reologii krwi jest diagnozowanie chorb krwi napodstawie zmiany lepkoci.

M zdrowy czowiekT pacjent z zaburzeniami krzepliwoci

WYKAD 10 : Przepyw krwi C. D.;

Z danych uzyskanych przez Langsjoensa (1973) wynika e obnienie lepkoci krwi jest korzystne dla pacjentw. (podanie dextranu 40) Drugim wanym parametrem jest krzepliwo krwi, a trzecim szybko sedymentacjierytrocytw.