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Biorheology

Biorheology (biorheology) è lo studio delle proprietà di flusso dei sistemi biologici, deformazione e la sua importanza nelle attività di vita di un bordo discipline, è una branca della biomeccanica.

Contorno

Fluidità e deformabilità delle caratteristiche comuni dell'oggetto. La liquidità è la meccanica dei fluidi primari incontri correlati

Per studiare oggetto, soggetto al tasso di taglio e sforzo di taglio è proporzionale alle leggi della viscosità newtoniana; deformazione meccanica dei solidi, l'elasticità, in particolare il principale oggetto di studio, previo il ceppo e lo stress è proporzionale alla legge di Hooke. Tuttavia, anche se ci sono molti oggetti con mobilità, ma non obbediscono legge della viscosità di Newton, o quando la loro deformazione, non obbedire alla legge di Hooke, che ha la liquidità o la deformazione insolito. Reologia è l'oggetto di studio al fine di avere queste anomalie mobilità oggetto o deformabilità concentrate. Studio reologico non solo le proprietà macroscopiche meccaniche di oggetti e azioni, ma anche dal punto di vista microscopico, considerando la microstruttura all'interno dell'oggetto e molecole, atomi o ioni delle proprietà chimiche e chimico-fisiche e il comportamento. Biorheology lo studio della materia vivente e di processi biologici, in genere hanno proprietà reologiche e fenomeni reologici.Una breve storia

1838, Poiseuille (Jean-Louis-Marie Poiseuille) pubblicato sul flusso sanguigno capillare della carta.

1948, A · L · Copley alla prima sessione della Conferenza internazionale sulla reologia discute i "problemi di reologia biologia", e viene usato il primo uso del "biorheology".

Dopo il 1950, tra cui in particolare i fluidi corporei biorheology, tra cui le caratteristiche reologiche del sangue di rapido sviluppo.

Nel 1962, la rivista internazionale di biorheology questo.

Nel 1969, la "Società Internazionale di Reologia", ribattezzato "biorheology Internazionale di imparare."

Nel 1972, la convocazione della prima sessione della Conferenza internazionale biorheology. 1975, 1978, 1981, 1983, 1986, 1989 ha tenuto la seconda-settima biorheology Conferenza internazionale.

11-13 agosto 1992, la Ottava Conferenza Internazionale biorheology Conferenza Satellite di Pechino ha tenuto a Pechino Hotel.

18-23 Luglio 1999 si è svolta la decima Conferenza Internazionale & biorheology Terza Conferenza Internazionale sulla clinica Emoreologia sud della città di Pecs in Ungheria.

22-26 settembre 2002, la undicesima internazionale biorheology Emoreologia clinica e la quarta Conferenza internazionale congiunta tenutasi ad Antalya, in Turchia.

30 maggio 2005 - 3 giugno 2009, la dodicesima Conferenza Internazionale biorheology Clinical Emoreologia quinta conferenza internazionale tenutasi a Chongqing.

9 luglio 2008 -13 giorni, tredicesima internazionale biorheology e sesta riunione congiunta della International Clinical Emoreologia Pennsylvania State University negli Stati Uniti, si è tenuta.

Principali aree

Secondo la diversa natura dello studio, biorheology può essere suddivisa in diverse zone.

Biological reologia fluida

La liquidità è un fluido (liquido e gas) la natura unica del solido è diverso dal punto principale. Mobilità del fluido esprime con il reciproco della viscosità η. noto anche come il coefficiente di viscosità η, il fattore di scala newtoniano viscosità nell'equazione: τ = ηγ. Dove τ è il flusso superiore per unità di superficie che agisce sulla superficie sforzo di taglio, γ due deformazione di taglio parallelo verificano gradiente di velocità superficiale.

Secondo fluido τ, γ curve di differente, può essere diviso in una pluralità di fluidi: η è una costante non dipende τ o γ, τ e γ è proporzionale a (τ, γ curva e una retta passante per l'origine) per il fluido Newtoniano; η dipendenza in τ, γ (τ, γ curva non è una linea retta passante per l'origine, ma non lo fa) è un fluido non newtoniano. Fluidi non-Newtoniani possono essere suddivisi in fluido Bingham (τ, γ curva non passa per l'origine, ma lineare), fluido pseudoplastico (τ η aumenti declino), fluido intumescente (τ η aumenta anche aumenti) . Inoltre, newtoniano shear viscosità del fluido non cambia la lunghezza del tempo, un fluido non newtoniano con viscosità delle sollecitazioni di taglio applicate variare la lunghezza del tempo. Se la viscosità è aumentata nel tempo, detto ispessimento fluido non newtoniano, se la viscosità viene ridotta nel tempo, detto viscosità riducendo fluidi non-Newtoniani.

Organismi sono associati con molti importanti processi vitali di flusso di fluido, come il sangue e linfatica, il flusso di gas nel sistema respiratorio, fluido gastrointestinale, latte materno, la secrezione biliare e nutritivi in ​​acqua e la trasmissione e assorbimento . Organismi in questi fluidi, come il sangue, plasma o siero, linfa, liquido gastrointestinale, liquido cerebrospinale, liquido capsula articolare, fluido cervicale, umore acqueo, vitreo, sperma, latte materno, la secrezione della pelle di fluido, la bile, espettorato e la saliva e la soluzione di protoplasma delle cellule, ecc, la maggior parte sono i fluidi non newtoniani. La viscosità della tensione tangenziale applicata connessi. Studio di questi fluidi newtoniani e non-newtoniani hanno reologia biologica e la sua varietà di importanti processi biologici (ad esempio, il flusso di sangue nei vasi sanguigni, la secrezione del latte, la motilità dello sperma, secrezione di fluidi gastrointestinali, estro, gravidanza e gravidanza, esercizi di respirazione, il movimento degli occhi, acqua e nutrienti nel trasporto intracellulare e la divisione cellulare e la proliferazione, eccitazione e campagne, ecc) nella variazione del fluido reologia contenuto principale biologica.

Biosolidi reologia

Solido in genere non hanno la fluidità, ma con deformabilità. Solido tipico in termini di, per una quantità limitata di deformazione, una forza esterna non è troppo grande nel caso di forza esterna scompare una volta che la deformazione è scomparsa, il solido ristabilire il prototipo. Cioè, un solido flessibile. Solidi in generale la deformazione elastica coefficiente K quantificati. Gancio elasticità coefficiente fattore di scala nella equazione: F = KΔX. Dove F è la tensione, AX come variabili dipendenti. Secondo il fattore di scala K è dipendente dalla F o AX, il corpo elastico è diviso in un solido o non-elastomero e Hooker Hooker elastomeri due categorie. I microrganismi che costituiscono organi, tessuti e cellule, come i globuli rossi, globuli bianchi, le cellule dello sperma e uova, e le membrane cellulari, ecc, e, muscoli, nervi, vasi sanguigni, polmoni, tessuto connettivo, cartilagine e osso, steli di piante, foglie e radici e di altri tessuti molli e cardiaca, gastrointestinale, cistifellea, vescica e altri organi cavi sono per lo più realizzati in materiale composito per un tipo non-Hook elastomero, non solo lo stress e la curva di deformazione non è lineare, e la tensione di carico - curva di scarico non coincidono, formando l'isteresi curva. Studio di questi tipo non Hooke bioelastomers dimostrato deformazione specifica e anisotropia e le sue cause, le condizioni ei fattori che influenzano, è bio-solidi (elastomeri) reologia pagina principale.

Reologia

Molte vite vanno da materiali solidi presentano elasticità unica e flusso viscoso di fluido tra la natura peculiare o con entrambi carattere composito di entrambi - visco-elastica o plastica. Questo reologia prestazioni tipiche specifiche in circolazione nei vasi sanguigni. Sangue apparentemente normali fluidi del corpo umano, ma come la promozione della sollecitazione di taglio flusso di loro molto ora, solo una deformazione limitata senza flusso, a quel punto simile solido; quando le taglio stress aumenta e supera un certo limite, inizia a scorrere, le caratteristiche di visualizzazione di un fluido. Con il cambiamento di sollecitazione di taglio, il sangue ma anche le caratteristiche prestazionali di liquidi differenti. In basso sforzo di taglio, presentano le caratteristiche dei fluidi non-Newtoniani, la diminuzione di viscosità all'aumentare shear stress, stress shear al maggiore, le caratteristiche di prestazione di un fluido newtoniano, la viscosità e la tensione tangenziale è una costante indipendente dalle variazioni. Alle più alte sollecitazioni di taglio, nuovamente esibire proprietà dei fluidi non-Newtoniani, ma la viscosità aumenta con sollecitazione di taglio diminuite. Sangue in condizioni diverse presentano molto diverse proprietà del fluido o solido, o plastica o viscoelastico, il motivo è largamente sospesa nel plasma a causa di un gran numero di globuli rossi ha una reologia specifica.

Per lungo tempo, è stata considerata come eritrociti sospesi in plasma particelle solide medie sangue. Tuttavia, gli studi dimostrano che reologici emolisi degli eritrociti è vicina suo volume critico della gamma ristretta prima della rappresentazione di un corpo elastico. In altri casi, specialmente in condizioni relativamente elevata sollecitazione di taglio, gli eritrociti sono completamente come una goccia, che mostra le caratteristiche del fluido. RBC è che si basa sulle goccioline hanno uno specifico tipo di reologiche e di altri volumi può verificarsi, ad esempio attraverso la deformazione della curvatura del loro diametro piccoli capillari, garantendo così il flusso di sangue nei capillari liscia. Così, non solo per la presenza di emoglobina e globuli rossi trasporto di ossigeno e anidride carbonica ha una funzione, ma anche perché ha una forte capacità di deformazione e la formazione di "Min corpo Qian," la capacità di raccogliere una serie di proprietà reologiche giocare una velocità del flusso sanguigno sistemico regolazione effetto. E questo è precisamente studi reologici sulla funzione fisiologica di un globulo rosso completa e si arricchisce.

Per newtoniano e non newtoniano tipo di sangue fluido reologia, plastica, e anche di plastica e altri viscoelastico reologia composita e la loro transizione reciproca e trasformazione dei motivi, le condizioni e di altri fattori, per la formazione di studi reologici ematici La pagina principale. Sangue liquidi non newtoniani, la sua mobilità o viscosità della composizione, non solo con il cambiamento, ma anche variare con la pressione e tubi geometria cambia. Così, il flusso di sangue e la viscosità del sangue caratteristiche di base da rispecchiare la sangue, cuore e vasi sanguigni delle normali funzioni fisiologiche e gli indicatori patologici cambiamenti. Per esempio, osservazioni cliniche suggeriscono che oltre alla struttura e la funzione dei componenti del sangue e le modificazioni patologiche di alcune malattie del sangue (come policitemia, anemia, leucemia, macroglobulinemia, iperlipidemia e il tipo di anemia sferocitosi ereditaria psicosi), sono associati con il flusso di sangue e la viscosità dei risultati significativi, alcuni di cuore e malattie vascolari (come l'insufficienza cardiaca, il rigurgito della valvola cardiaca, cardiopatia reumatica, shock cardiogeno e di ictus, infarto miocardio, aterosclerosi coronarica, tromboangioite obliterante, ecc) sono anche di solito accompagnata da flusso di sangue e la viscosità di evidenti anomalie. Flusso anomalo di sangue e il processo di coagulazione del sangue, in particolare la comparsa di alcune malattie trombosi ed emorragie processo ha anche uno stretto rapporto. Dato flusso sanguigno anormale e l'aumento di viscosità può verificarsi prima della formazione del trombo, così, la viscosità del sangue è stata misurata con la causa principale di trombosi e infarto del miocardio, ictus e malattie altra con un paziente e medico per prevedere e avvertire effetto segnale.

Altri sistemi biologici problemi di reologia

Studi reologici citoplasma mostrano che costituiscono il citoplasma ha una molto diversa reologia qualità interni ed esterni. Estrinseca gel semi-solido con una reologia e un semifluido endoplasmatico sol reologia. Alcune cellule, specialmente cellule animali hanno la capacità di mantenere una certa forma. Questo dipende principalmente l'ectoplasma ha la reologia gel semi-solido, mentre alcune cellule, come le amebe, ameba, che sono sempre la possibilità di cambiare la loro forma, così come alcune cellule vegetali come Chara protoplasma con un flusso costante di capacità. Questo è principalmente legato alla endoplasmatico sol a forma di reologia semifluida rilevante. Cioè il citoplasma da stress derivante dal visbreaking il risultato. Il caso opposto, il baco da seta proteina processo dal liquido dalla reologia della sollecitazione di taglio e di processo solido, che è un effetto adesivante. Citoplasma è ancora attivo come il corpo cambia varie, per esempio, può fare una classe di muscoli e tessuti molli a riposo mostrato molto grande morbidezza, mentre nella eccitazione appena Shiyou mostrato grande tenacità.


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