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基于微流体装置的微血管网内红细胞流动和分布特性的研究

发布时间:2018-09-01 11:28
【摘要】:实体肿瘤血管具有扩张、扭曲、不规则分支以及分支间连接絮乱等特征.为了考察这些特征对血液流动的影响,将肿瘤血管简化为垂直相互贯通的微血管网,借助微流体实验装置,以一定浓度的红细胞悬液作为流动介质,研究红细胞在微血管网中的流动和分布特性.具体实验方案如下:首先,采用软刻蚀技术,在聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)上加工出微血管网;然后,采用微注射泵控制微血管网入口处的红细胞悬液流量,使用倒置显微镜和高速摄影系统观察并记录实验过程;最后,通过Matlab软件包Piv-lab及高速摄影配套软件对获得的视频图像进行处理,提取红细胞在微血管网中的流动和分布数据.数据处理结果显示,红细胞在微血管网中的流动和分布特性受悬液内的红细胞压积(hematocit,Hct)的影响.红细胞随悬液Hct的不同呈现2种运动轨迹:一种为仅沿着轴向微管道流动;另一种是从轴向微管道流入并穿过径向微管道,再进入另一侧的轴向微管道.另外,入口流量相同时,红细胞在微血管网中的流动速度随Hct变化呈现不同,Hct为3%和5%的红细胞速度要明显高于Hct为1%的红细胞速度.
[Abstract]:Tumor vessels in solid tumors are characterized by dilatation, distortion, irregular branching and confusion of branching connections. In order to investigate the effects of these characteristics on blood flow, tumor vessels are simplified as vertically interconnected microvascular networks. The specific experimental scheme is as follows: First, the microvascular network is fabricated on polydimethylsiloxane (PDMS) by soft etching technique; then, the flow of erythrocyte suspension at the entrance of microvascular network is controlled by microinjection pump, and observed and recorded by inverted microscope and high-speed photography system. Finally, the flow and distribution of red blood cells in the microvascular network were extracted by processing the obtained video images with MATLAB software package Piv-lab and high-speed photography software. The data processing results showed that the flow and distribution characteristics of red blood cells in the microvascular network were affected by hematocrit (Hct) in the suspension. The red blood cells present two trajectories with different suspension Hct: one is only along the axial microchannel flow; the other is from the axial microchannel flow into and through the radial microchannel, and then into the other side of the axial microchannel. The erythrocyte velocity of 3% and 5% was significantly higher than that of Hct 1%.
【作者单位】: 中国科学技术大学近代力学系;芝浦工业大学机械工学科;
【基金】:中日医学协会国际合作项目 中国博士后科学基金项目(2011491478) 安徽自然科学基金项目(11040606M09) 中央高校基本科研业务专项资金项目(WK2100023009)资助~~
【分类号】:R318.01

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号:2217059

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