พื้นที่ของกลศาสตร์ที่ศึกษาคุณสมบัติของการเสียรูปและการไหลของสื่อต่อเนื่องจริง หนึ่งในตัวแทนที่เป็นของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันที่มีความหนืดเชิงโครงสร้างคือการไหล ในบทความนี้ เราจะพิจารณาคุณสมบัติทางรีโอโลจีของเลือด อะไรจะชัดเจนปานนั้น
คำจำกัดความ
ของเหลวที่ไม่ใช่นิวโทเนียนทั่วไปคือเลือด เรียกว่าพลาสม่าถ้าปราศจากองค์ประกอบที่เกิดขึ้น เซรั่มคือพลาสมาที่ไม่มีไฟบริโนเจน
โลหิตวิทยาหรือรีโอโลยีศึกษารูปแบบทางกล โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติทางกายภาพและคอลลอยด์ของเลือดเปลี่ยนแปลงไปในระหว่างการไหลเวียนที่ความเร็วต่างกันและในส่วนต่างๆ ของเตียงหลอดเลือด คุณสมบัติสถานะการทำงานของกระแสเลือดการหดตัวของหัวใจเป็นตัวกำหนดการเคลื่อนไหวของเลือดในร่างกาย เมื่อความเร็วการไหลเชิงเส้นต่ำ อนุภาคเลือดจะเคลื่อนที่ขนานกับแกนของหลอดเลือดและเคลื่อนเข้าหากัน ในกรณีนี้ โฟลว์มีลักษณะเป็นชั้น และโฟลว์เรียกว่าลามินาร์ แล้วอะไรล่ะคุณสมบัติทางรีโอโลยี? เพิ่มเติมในภายหลัง
หมายเลข Reynolds คืออะไร
ในกรณีที่ความเร็วเชิงเส้นเพิ่มขึ้นและเกินค่าที่แน่นอน ซึ่งแตกต่างกันไปสำหรับเรือทุกลำ การไหลแบบลามินาร์จะกลายเป็นกระแสน้ำวนที่โกลาหล เรียกว่า ปั่นป่วน อัตราการเปลี่ยนแปลงจากลามินาร์เป็นการเคลื่อนที่แบบปั่นป่วนกำหนดจำนวนเรย์โนลด์ส ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 1160 สำหรับหลอดเลือด ตามตัวเลขของเรย์โนลด์ส ความปั่นป่วนสามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะในสถานที่ที่เส้นเลือดใหญ่แตกแขนงออกไปเช่นเดียวกับในเส้นเลือดใหญ่ ของเหลวเคลื่อนตัวเป็นชั้นๆ หลายลำ
ความเร็วและแรงเฉือน
ไม่เพียงแต่ความเร็วเชิงปริมาตรและความเร็วเชิงเส้นของการไหลเวียนของเลือดเท่านั้นที่มีความสำคัญ พารามิเตอร์ที่สำคัญอีก 2 ตัวที่บ่งบอกลักษณะการเคลื่อนที่เข้าหาหลอดเลือด ได้แก่ ความเร็วและความเค้นเฉือน ความเค้นเฉือนแสดงลักษณะเฉพาะของแรงที่กระทำต่อหน่วยของพื้นผิวหลอดเลือดในทิศทางสัมผัสกับพื้นผิว วัดใน pascals หรือ dynes/cm2 อัตราเฉือนวัดในหน่วยวินาทีซึ่งกันและกัน (s-1) ซึ่งหมายความว่าเป็นขนาดของความลาดชันของความเร็วของการเคลื่อนที่ระหว่างชั้นของของไหลที่เคลื่อนที่ขนานกันต่อระยะห่างหน่วยต่อหน่วย
คุณสมบัติทางรีโอโลยีขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้อะไร
อัตราส่วนของความเครียดต่ออัตราเฉือนเป็นตัวกำหนดความหนืดของเลือด วัดเป็น mPas สำหรับของเหลวที่เป็นของแข็ง ความหนืดจะขึ้นอยู่กับช่วงอัตราเฉือนที่ 0.1-120s-1 หากอัตราเฉือนคือ >100s-1 ความหนืดเปลี่ยนแปลงไม่เด่นชัดนัก และหลังจากถึงอัตราเฉือนที่ 200s-1 แทบไม่มีกำลังเปลี่ยนแปลง ค่าที่วัดที่อัตราเฉือนสูงเรียกว่า asymptotic ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อความหนืดคือความแปรปรวนขององค์ประกอบเซลล์ ค่าฮีมาโตคริต และการรวมกลุ่ม และด้วยข้อเท็จจริงที่ว่ามีเซลล์เม็ดเลือดแดงมากกว่าเมื่อเทียบกับเกล็ดเลือดและเซลล์เม็ดเลือดขาว ส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยเซลล์เม็ดเลือดแดง ซึ่งสะท้อนถึงคุณสมบัติทางรีโอโลจีของเลือด
ปัจจัยความหนืด
ปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการพิจารณาความหนืดคือความเข้มข้นของปริมาตรของเซลล์เม็ดเลือดแดง ปริมาตรเฉลี่ยและปริมาณของพวกมัน เรียกว่าฮีมาโตคริต มีค่าประมาณ 0.4-0.5 l / l และถูกกำหนดโดยการหมุนเหวี่ยงจากตัวอย่างเลือด พลาสม่าเป็นของเหลวของนิวตัน ความหนืดที่กำหนดองค์ประกอบของโปรตีน และขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความหนืดได้รับผลกระทบจากโกลบูลินและไฟบริโนเจนมากที่สุด นักวิจัยบางคนเชื่อว่าปัจจัยสำคัญที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความหนืดในพลาสมาคืออัตราส่วนของโปรตีน: อัลบูมิน / ไฟบริโนเจน, อัลบูมิน / โกลบูลิน การเพิ่มขึ้นเกิดขึ้นในระหว่างการรวมกลุ่ม ซึ่งกำหนดโดยพฤติกรรมที่ไม่ใช่ของนิวโทเนียนของเลือดครบส่วน ซึ่งกำหนดความสามารถในการรวมตัวของเซลล์เม็ดเลือดแดง การรวมตัวทางสรีรวิทยาของเม็ดเลือดแดงเป็นกระบวนการที่ย้อนกลับได้ นั่นคือสิ่งที่เป็น - คุณสมบัติการไหลของเลือด
การก่อตัวของมวลรวมโดยเม็ดเลือดแดงขึ้นอยู่กับปัจจัยทางกล การไหลเวียนโลหิต ไฟฟ้าสถิต พลาสมา และปัจจัยอื่นๆ ทุกวันนี้ มีหลายทฤษฎีที่อธิบายกลไกของการรวมตัวของเม็ดเลือดแดง ที่รู้จักกันดีที่สุดในปัจจุบันคือทฤษฎีการเชื่อมโยงกลไกที่เชื่อมจากโปรตีนโมเลกุลขนาดใหญ่ ไฟบริโนเจน และ Y-globulins ถูกดูดซับบนผิวของเม็ดเลือดแดง แรงรวมสุทธิคือความแตกต่างระหว่างแรงเฉือน (ทำให้เกิดการแยกตัว) ชั้นการผลักไฟฟ้าสถิตของเม็ดเลือดแดงซึ่งมีประจุลบ และแรงในสะพาน กลไกที่รับผิดชอบในการตรึงโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีประจุลบบนเม็ดเลือดแดงนั่นคือ Y-globulin, fibrinogen ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ มีความเห็นว่าโมเลกุลมีการเชื่อมโยงกันเนื่องจากแรง Van der Waals ที่กระจัดกระจายและพันธะไฮโดรเจนที่อ่อนแอ
อะไรช่วยในการประเมินคุณสมบัติการไหลของเลือด
ทำไมการรวมตัวของเม็ดเลือดแดงจึงเกิดขึ้น
คำอธิบายของการรวมกลุ่มของเม็ดเลือดแดงยังอธิบายได้ด้วยการพร่อง การไม่มีโปรตีนโมเลกุลสูงใกล้กับเม็ดเลือดแดง ซึ่งสัมพันธ์กับปฏิกิริยาความดันปรากฏขึ้น ลักษณะคล้ายคลึงกับแรงดันออสโมติกของสารละลายโมเลกุลขนาดใหญ่ นำไปสู่ การบรรจบกันของอนุภาคแขวนลอย นอกจากนี้ยังมีทฤษฎีที่เชื่อมโยงการรวมกลุ่มของเม็ดเลือดแดงกับปัจจัยเม็ดเลือดแดง ส่งผลให้ศักยภาพของซีตาลดลงและการเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญและรูปร่างของเม็ดเลือดแดง
เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างความหนืดและความสามารถในการรวมตัวของเม็ดเลือดแดง เพื่อประเมินคุณสมบัติการไหลของเลือดและคุณสมบัติของการเคลื่อนไหวผ่านเส้นเลือด จึงจำเป็นต้องทำการวิเคราะห์ตัวบ่งชี้เหล่านี้อย่างครอบคลุม วิธีหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปและเข้าถึงได้มากที่สุดสำหรับการวัดการรวมกลุ่มคือการประเมินอัตราของเม็ดเลือดแดงการตกตะกอน อย่างไรก็ตาม แบบทดสอบดั้งเดิมนี้ไม่มีข้อมูลมากนัก เนื่องจากไม่คำนึงถึงลักษณะทางรีโอโลยี
วิธีวัด
จากการศึกษาลักษณะทางรีโอโลยีของเลือดและปัจจัยที่ส่งผลต่อพวกมัน สรุปได้ว่าการประเมินคุณสมบัติการไหลของเลือดได้รับผลกระทบจากสภาวะการรวมกลุ่ม ทุกวันนี้ นักวิจัยให้ความสำคัญกับการศึกษาคุณสมบัติจุลภาคของของเหลวนี้มากขึ้น อย่างไรก็ตาม การวัดความหนืดยังไม่สูญเสียความเกี่ยวข้อง วิธีการหลักในการวัดคุณสมบัติของเลือดสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: ด้วยความเค้นและความเครียดที่เป็นเนื้อเดียวกัน - ระนาบรูปกรวย, ดิสก์, ทรงกระบอกและรีโอมิเตอร์อื่น ๆ ที่มีรูปทรงเรขาคณิตต่างกันของชิ้นส่วนที่ทำงาน ด้วยสนามแห่งการเสียรูปและความเครียดที่ค่อนข้างไม่เท่ากัน - ตามหลักการลงทะเบียนของอะคูสติก, ไฟฟ้า, การสั่นสะเทือนทางกล, อุปกรณ์ที่ทำงานตามวิธี Stokes, เครื่องวัดความหนืดของเส้นเลือดฝอย นี่คือวิธีการวัดคุณสมบัติทางรีโอโลจีของเลือด พลาสมา และซีรัม
เครื่องวัดความหนืดสองแบบ
เครื่องวัดความหนืดสองประเภทในปัจจุบันมีแพร่หลายมากที่สุด: แบบหมุนและแบบฝอย นอกจากนี้ยังใช้เครื่องวัดความหนืดซึ่งเป็นกระบอกสูบด้านในที่ลอยอยู่ในของเหลวที่กำลังทดสอบ ตอนนี้พวกเขากำลังมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการปรับเปลี่ยนรีโอมิเตอร์แบบหมุนต่างๆ
สรุป
นอกจากนี้ยังมีข้อสังเกตด้วยว่าความก้าวหน้าที่เห็นได้ชัดเจนในการพัฒนาเทคโนโลยีการไหลทำให้สามารถศึกษาทางชีวเคมีและชีวฟิสิกส์ได้คุณสมบัติของเลือดในการควบคุมจุลภาคในความผิดปกติของเมตาบอลิซึมและการไหลเวียนโลหิต อย่างไรก็ตาม การพัฒนาวิธีการวิเคราะห์โลหิตวิทยา ซึ่งจะสะท้อนถึงการรวมตัวและคุณสมบัติทางรีโอโลยีของของไหลของนิวตันอย่างเป็นกลางนั้นมีความเกี่ยวข้อง