A vér reológiai folyadék
Most nézzük közelebb a vér reológiai tulajdonságait. Ahogyan a biológia folyamatából emlékszel, a teljes vér olyan egységes elemekből áll, amelyek a plazmában felfüggesztésre kerülnek. A plazma elektrolit oldat, amely 8 tömeg% 3 bázikus fehérjét tartalmaz: fibrinogén, globulin és albumin.
Ha antikoagulánsok hiányában a vér trombózik, a fibrinogén a fibrinbe polimerizálódik.
A fibrin nélküli vért szérumnak nevezik.
Mi a különbség a szérum és a plazma között?
Az egész vér antikoagulánsokkal végzett centrifugálásakor egyenletes elemeket helyeznek el a cső alján, és plazmát kapunk.
Általában a térfogat kb. 40-45% -a egyenletes elemekből áll, és 55% -a plazma. A formális elemek 95% -ban vörösvérsejtekből, a fehérvérsejtek 0,13% -ából és a vérlemezkék 4,9% -ából állnak
Tekintettel arra, hogy a formált elemek közül a vörösvérsejtek a legtöbbet foglalják el, ezek a legfontosabbak a teljes vér reológiai tulajdonságainak szempontjából. A vérsejtek térfogatszázalékának mérését hematokritnak nevezzük.
(1-22. Dia) Az eritrocita hemoglobinból áll, amelyet a vörösvérsejt elasztikus membránja vesz körül. A hemoglobin elsődleges funkciója az oxigén szállítása a tüdőből az élő szövetekbe. Az eritrocita tipikus formája itt látható. A vörösvérsejt átmérője 8,5 μm, a maximális vastagsága 2,5 μm, és a legkisebb vastagsága 1 μm. Könnyen kimutatható, hogy az ugyanolyan térfogatú eritrocita gömb alakja 42% -kal kisebb lesz. mint egy biconcave lemez. mert a vörösvérsejt membrán elasztikus, áthaladhat az 5 mikronnál kisebb kapillárisokon.
Slide 1-22 A vörösvértest diagramjának ábrázolása.
A fehérvérsejtek, más néven leukociták, monocitákból, limfocitákból és granulocitákból állnak, és felelősek a test védelméért a betegségtől.
A vörös és a fehérvérsejteknél kisebb vérlemezkék, és fontos szerepet játszanak a véralvadásban, sérülésekkel vagy külső felületekkel való érintkezésben.
Mivel a plazma 90% víz, 7% fehérje, a többi szervetlen komponens, a plazma sűrűsége gyakorlatilag megegyezik a víz sűrűségével és 1,035 g / ml. és a viszkozitási együttható értéke 1,1-1,6 cP
A különböző kóros folyamatok során a plazma reológiai jellemzői meghatározhatják a plazma nem-newtoni folyadék viselkedését is.
A hőmérséklet szintén fontos szerepet játszik a plazma viszkozitásában, és a viszkozitás a hőmérséklet növekedésével csökken. A viszkozitás együtthatója 2-3% -kal esik le a hőmérséklet növelésével 1 ° C-kal 25-37 ° C hőmérséklet-tartományban.
Célunk szerint azt feltételezzük, hogy a plazma viselkedik, mint egy newtoni folyadék, amelynek állandó viszkozitása 37 ° C-os testhőmérsékleten és 1,2 cP-vel egyenlő.
Folyadékok és szuszpenziók viszkozitása.
A folyadékok fizikájának megértése segít összehasonlítani a folyadékok és gázok tulajdonságait. A gázok sokkal kisebb sűrűségűek és molekulái nagy távolságra vannak egymástól, mint a folyadékok. Ezért nagy szabad útjuk van, és ritkábban ütköznek egymással. A gázok és folyadékok molekuláinak mobilitásában mutatkozó különbség miatt a viszkozitás megjelenési mechanizmusa is különbözik egymástól. A folyadékok molekuláris szerkezete úgy tekinthető, mint a szilárd kristályos testek szerkezete, a molekulák rendezett elrendezésével és a véletlenszerűen elhelyezkedő molekulákkal rendelkező gázok szerkezetével.
Így a folyadékok viszkozitása sokszor magasabb, mint a gázok viszkozitása a molekulák szorosabb csomagolása miatt.
Elméletileg és kísérletileg megállapították, hogy a mikrorészecskék szuszpenziójának viszkozitása mindig meghaladja az oldószer viszkozitását. Annak megértéséhez, hogy miért ez így van, vegye fontolóra egy newtoni folyadékot, amelynek mozgását egy mozgás okozza, amely állandó felületű sebességgel határolja. A mozgó felületek közötti folyadék eltolódik, aminek következtében az energiaeloszlás intenzívebben megy végbe, annál nagyobb a folyadék viszkozitása.
Tegyük fel, hogy a szilárd gömb alakú részecskék bejutnak a folyadékba. Forgathatnak, de ellentétben az általuk elfoglalt folyadékkal, nem torzíthatók. Következésképpen, az előzőleg, az elzáró felületek elmozdulásával az átlagos nyírási sebesség növekedni fog. Ezenkívül, mivel egy folyadék nem csúszik át a részecskék felületén a részecskékkel szomszédos részen, további eltolás történik. Mindkét hatás növeli az energia disszipációját a folyadékban, és így hatékony viszkozitása növekedni fog. A szuszpendált részecskék relatív térfogatának növekedésével a viszkozitás további növekedését kell előidézni, ami kísérletileg megerősítést nyer. De ha a részecskék koncentrációja nem túl magas, akkor a nyírósebesség és a nyírófeszültség közötti összefüggés egy adott koncentrációhoz állandó, azaz. a felfüggesztés úgy viselkedik, mint egy newtoni folyadék.
A viszkozitást a szuszpenzió cseppek vagy deformálható részecskék szintén növekszik a relatív mennyiség, de kisebb mértékben, mint az azonos koncentráció növekedése szilárd chastits.Odnako, növekvő nyírási sebesség leesik az ilyen szuszpenziók nem csak deformálódott, hanem fokozatosan orientált az áramlás irányában, és . Ez azt jelenti, hogy a nyírófeszültség növekvő nyírósebességgel már nemlineárisan nő. Ennek eredményeként, a viszkozitás független a nyírási sebesség, és a szuszpenziót - rendre nem-newtoni folyadék.
(1-23 dia) Ezen túlmenően a szilárd és deformálódó részecskék szuszpenzióinak viselkedése összetettebbé válhat, és a részecskék közötti kölcsönhatás eredményeképpen nem újtoniai lehet. Ezt a kölcsönhatást a vonzás és a repulzió erői okozzák, valamint azt a tényt is, hogy egy olyan folyadék, amely egy részecske hatására megváltoztatja a mozgását, megváltoztatja más részecskék mozgását. Hatékony viszkozitás # 956, híg szuszpenzió szilárd noninteracting gömb alakú részecskék az azonos méretű, amelynek semleges úszóképesség (azaz nem az ülepítő vagy felugró), egy folyadék, amelynek viszkozitása # 956; 0 először 1906-ban számolt Albert Einstein. Megjósolta, hogy ha a részecskék térfogat-koncentrációja (az egyik frakcióban) kicsi az 1-hez képest, akkor a szuszpenzió relatív viszkozitása # 956, rel (egyenlő a tényleges viszkozitásnak a szuszpenzió folyadékfázis viszkozitásával való arányával) a kapcsolat határozza meg.
Ezt az eredményt kísérletileg megerősítjük a c. legfeljebb 0,1. Nagy c értékek esetén figyelembe kell venni a részecskék összetett kölcsönhatását, és ez a részecskekoncentrációval arányos kifejezések bevezetésének köszönhető. 1932-ben Taylor összegezte Einstein következtetését egy csepp-szuszpenzióra, amely megtartotta a gömb alakját, például a felületi feszültség miatt. A megfelelő kapcsolatnak van a formája
ahol a cseppecskéket képező folyadék viszkozitása. Amikor végtelenül nagy méretűvé válik, pl. ha a cseppek lényegében szilárd részecskék, ez az arány az előzőhöz képest csökken.
(Dia 1-24) Annak érdekében, hogy azonosítsa a függését viszkozitása teljes vér szükséges megépíteni a nyírófeszültség a nyírási sebességtől. Azonban, amint azt a fentiekben megjegyeztük, a vér és plazma viszkozitását is változik, a minták eltérései miatt a készítményben. Annak megakadályozása érdekében ezeket a különbségeket, nyírófeszültség normalizált tekintetében a plazma minta viszkozitása (látszólagos viszkozitás) kapunk, és a függőség a nyírófeszültség / plazma viszkozitás a nyírási sebességtől.
Amint látja, ezek az adatok megerősítik a nemlineáris viselkedést, különösen alacsony nyírási sebesség mellett. Érdekes megjegyezni, hogy a görbék nem a koordináták eredetéből származnak, és a vér mozgására egy bizonyos feszültség küszöböt kell leküzdeni.
Slide 1-24 A normalizált nyírófeszültség kísérleti függősége a vér nyírási sebességére (Whitmore, 1968)
Ha a teljes vérrel való kapcsolat egy hatalmi törvényt követ
akkor az adatok egyenes vonalú nyírófeszültség - nyírósebesség logaritmikus léptékben ábrázolhatók.
Az első vérvizsgálat a modern viszkoziméterekkel azt mutatta, hogy az emberi teljes vér viszkozitása a nyírási sebességtől függ, 0,1-120 s -1 tartományban. míg a plazma és a szérum ezen tartományban állandó viszkozitást mutat.
Nagyon alacsony nyírósebességgel, 0,01 s -1 -es sorrendben a vér viszkozitása 0, 8 Ps - több, mint 130-szor nagyobb, mint 100 s-1 nyírási sebességnél.
100 s -1 nyírási sebességnél a viszkozitási változások nem olyan élesek, és a 200 s -1 nyírósebesség elérése után gyakorlatilag állandó és
megközelíti a (4-5) Cn3 értéket.
Amint a kísérleti görbéből látható a nyírási sebességnél
1000 S -1 jellemző a sok vérerek eltérést newtoni folyadékként viselkedik a vér folyadék kicsi, és a vér viszkozitását közeledik aszimptotikus értékének a tartományban 3-4 cps.
0,1 1 10 100 1000 Nyírási sebesség (s -1)
Slayd1-25. A vér látszólagos viszkozitása függ a nyírási sebességtől.
Ebből a képletből kiszámítható a teljes vér teljes viszkozitásának a látható viszkozitási együtthatója.
A 230 s-1 nyírási sebességnél a látszólagos viszkozitási együttható 3,3 cps plazma viszkozitása 1,2 cps. Ez az érték összehasonlítható a 3.01 és az 5.53cP3 kísérleti eredményeivel.
Alacsony nyírási sebesség esetén a vörösvértestek általában aggregálódnak, és ez növelheti a viszkozitást.
Csúsztassa 1-26. Az eritrociták összegyűjtése
Ahogy a nyírási sebesség emelkedik, az aggregátumok fokozatosan felbomlanak, és a nyírószilárdsága körülbelül 50 s-1, a viszkozitási együttható aszimptotikusan megközelíti a 3,5 cps-ot.
(1-27. Dia) A hematokrit hatása.
Ennek legfőbb feltétele meghatározására a vér viszkozitását, a térfogati koncentrációja eritrociták, amelyek mérik a hematokrit H - látszólagos tömeg koncentrációja H eritrotsitovIzmeryaetsya eritrocita pelletet képződő centrifugálással teljes vér standard körülmények között .. Koncentráció kazhuschuschayasya mert az eritrociták csomagolása laza. (az eritrociták átlagos koncentrációja a vérben 0,45).
A hematokrit a normális emberi vér tartományban van 40-45% Ht .A felfedezni a hatása a viszkozitás a vörösvérsejtek centrifugálással elválasztjuk, és összekeverjük egy megfelelő arányban plazma, sóoldat vagy Ringer-oldattal, mielőtt a kísérleteket. Az eredményeket a dia mutatja.
Dia 1-27. A hematokrit hatása a relatív viszkozitásra.
A hőmérséklet szintén fontos tényező a viszkozitás megváltozásában. A csökkenő hőmérséklet mellett a viszkozitás nő.
Tehát a vér 37 ° C és 10 ° C közötti hűtése a viszkozitás 2-szeres növekedéséhez vezet.