不同储存时间造成的红细胞力学特性的变化2021-12-07 09:14:35
微循环血流动力学形成于20世纪60年代，是生物力学的分支之一。冯元桢教授曾对微循环流动中涉及到的问题进行了归纳，例如与毛细血管相关的问题主要包括红细胞-管壁间相互作用、Fahraeus逆效应、周围组织力学性质等问题；与小动脉相关的问题主要包括Fahraeus效应、红细胞径向分布不均匀性及蠕动流等问题。虽然经过多年研究，微循环血流动力学的研究已获得长足的发展，但关于储存红细胞输注后对微循环的影响目前还没有十分明确的研究成果。近年来计算流体力学（CFD）的发展为微循环血流动力学的研究提供了新的方法。CFD通过成熟的公式与算法、借助专业软件与计算机，可对不同情况下的微循环血流动力学进行精确的数值模拟，从而可排除实验研究中生物体复杂信息的干扰，并弥补理论分析的不足，从而获得直接且真实的结果，因而被广泛应用。因此，本研究中借助该方法研究不同储存时间造成的红细胞力学特性的变化对微循环血流动力学的影响。微循环系统包括微动脉、微静脉和毛细血管，管径 5~100 μm其中，毛细血管管径约为5~10μm，长度约为 0.5~1mm，可为血液与组织液间的营养物质和气体交换提供场所，是微循环系统中最重要的组成部分。本研究通过建立的红细胞力学特性微流表征方法，明确了储存过程中红细胞杨氏模量的具体变化数值，并将其代入血管模拟模中的运动及其对血流的影响。
通过条件筛选发现，当血管参数设置为30μm × 12μm，进口流速为0.0005 m/s（毛细血管流速下限时，红细胞在血管中流动并未发生明显形变；因此，在生理范围内进一步缩小管径为10μm，增大流速为0.001 m/s，结果发现红细胞从初始的双凹圆盘状在血流的驱动下发生明显形变，且该管径下，红细胞呈单个通过毛细血管。因此本研究选择血管尺寸为50μm ×10μm，进口流速为0.001 m/s的参数继续进行计算，比较不同储存时间单个红细胞在直径10μm微血管中循环时，其形变程度及对血流影响的差异。研究初步结果表明，储存红细胞在模拟计算中产生的形变程度随储存时间延长而降低，该结果与本研究第二章中的变形性检测结果一致，两个结果相互验证，充分说明了模型的可靠性。
出自《红细胞储存损伤中的力学因素及防护策略研究》作者王瑛。
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