红细胞力学特性对血小板粘附行为的影响

发布时间：2017-05-16 10:14

  本文关键词：红细胞力学特性对血小板粘附行为的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：血栓形成（thrombosis）是多种血管阻塞性疾病的重要病理学过程，其结果导致局部组织的缺血性坏死，严重危害人类身体健康。血小板在受伤血管壁表面的滚动粘附过程是血栓形成的重要环节。本文通过数值模拟，研究了红细胞力学特性对血小板粘附行为的影响。 本文采用浸入式边界法(Immersed Boudary Method)模拟细胞和流场之间的相互作用，细胞采用薄膜包裹的粘性液滴模型，细胞膜采用超弹性模型；血小板通过GPIb-vWF键实现和受伤血管壁的粘附，通过GPIb-vWF-GPIb键实现血小板之间的聚集，使用蒙特卡洛方法模拟键的形成和断裂过程，求解纳维-斯托克斯方程组时采用标志点和格子法（MAC）。 本文主要研究了红细胞数量和红细胞变形能力对血小板近壁运动过程、滚动粘附过程和血小板在狭窄血管中的聚集过程的影响，并且深入分析了其中的力学因素。数值模拟的结果表明： （1）红细胞数量的增加，加剧了血小板的趋壁效应，，增强了血小板和受伤血管壁之间的粘附，加强了血小板在狭窄血管中的聚集，说明血液粘稠会加剧血栓的形成； （2）虽然红细胞硬度对血小板近壁运动和粘附行为的影响细微，但在血管狭窄处，红细胞硬度的增加，显著增强了血小板之间的聚集，说明衰老或病变的红细胞，由于变形能力减弱，更容易引发血栓形成。
【关键词】：血流动力学 流体结构耦合 浸入式边界法 血小板粘附
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R543;R318.01
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 研究背景和意义13-15
• 1.2 研究内容和方法15-16
• 1.3 本文结构16-17
• 第二章 血液流变问题简述17-45
• 2.1 血液的非牛顿性状17-22
• 2.1.1 血液的成分17-18
• 2.1.2 血液的粘度18-19
• 2.1.3 血液的粘弹性19
• 2.1.4 血液的触变性19-20
• 2.1.5 Fahraeus-Lindqvist 效应及其逆转20
• 2.1.6 血液的本构方程20-22
• 2.2 红细胞的力学性质22-26
• 2.2.1 红细胞的形状和变形23-24
• 2.2.2 红细胞膜的力学特性24-25
• 2.2.3 红细胞膜的本构方程25-26
• 2.3 血小板的力学生物学性质26-30
• 2.3.1 血小板的生物特性26-28
• 2.3.2 血栓形成过程的力学研究28-30
• 2.4 血液流变问题的数值方法30-44
• 2.4.1 宏观尺度数值方法31-37
• 2.4.2 介观尺度数值方法37-43
• 2.4.3 微观尺度数值方法43-44
• 2.5 本章小结44-45
• 第三章 数值模拟方法45-55
• 3.1 控制方程和浸入式边界法45-47
• 3.2 细胞模型47-49
• 3.2.1 细胞形状47-48
• 3.2.2 细胞膜的本构方程48-49
• 3.3 粘附、聚集过程模拟49-52
• 3.3.1 随机蒙特卡洛法49-50
• 3.3.2 血小板的粘附模型50-51
• 3.3.3 血小板的聚集模型51-52
• 3.4 数值计算方法52-54
• 3.4.1 求解NS方程的标志点和格子(MAC)方法52-53
• 3.4.2 边界条件的处理53-54
• 3.5 本章小结54-55
• 第四章 研究结果及分析55-78
• 4.1 数值程序的验证55-61
• 4.1.1 数值计算程序的验证56-58
• 4.1.2 圆形细胞的运动和变形58-60
• 4.1.3 红细胞的运动和变形60-61
• 4.2 红细胞力学特性对血小板近壁运动的影响61-66
• 4.2.1 红细胞数量对血小板近壁运动的影响61-64
• 4.2.2 不同红细胞硬度对血小板运动行为的影响64-66
• 4.3 红细胞力学特性对血小板粘附的影响66-71
• 4.3.1 血小板的滚动粘附过程66-67
• 4.3.2 红细胞数量对血小板粘附行为的影响67-69
• 4.3.3 红细胞硬度对血小板粘附行为的影响69-71
• 4.4 红细胞力学特性对血小板聚集过程的影响71-77
• 4.4.1 参数k_(f-agg)~0的讨论71-72
• 4.4.2 不同狭窄角度血管中血小板的聚集过程72-74
• 4.4.3 红细胞数量对血小板聚集过程的影响74-75
• 4.4.4 红细胞硬度对血小板聚集过程的影响75-77
• 4.5 本章小结77-78
• 第五章 总结78-79
• 参考文献79-85
• 致谢85-87
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文87

【参考文献】

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本文编号：370560