1、,第三節(jié) 血液的本構(gòu)方程,第三節(jié) 血液的本構(gòu)方程,一、血液的卡森方程,當(dāng)血液的紅細(xì)胞壓積大于某一數(shù)值（Hct5%-8%）時(shí)，血液的流變特性可用卡森方程描述：,從圖可以看出，卡森粘度是一個(gè)常量，且對應(yīng)于不同的Hct，卡森粘度亦不同，因各條線并不平行。,第三節(jié) 血液的本構(gòu)方程,二、血液的屈服應(yīng)力,形成立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所致。其大小與Hct、纖維蛋白的含量有關(guān)，具體關(guān)系式為,卡森屈服應(yīng)力,截距：,存在的原因：,在低剪變率下，纖維蛋白的橋聯(lián)作用使紅細(xì)胞,第三節(jié) 血液的本構(gòu)方程,適用范圍：Hct0.10，0.21CF0.46,B是纖維蛋白原濃度的函數(shù),上式成立的條件是紅細(xì)胞壓積Hc。,血液的屈服應(yīng)力還有如下經(jīng)

2、驗(yàn)公式：,纖維蛋白原的濃度（g.dl-1）,第三節(jié) 血液的本構(gòu)方程,足夠高的剪變率下，血液趨向牛頓流體，這時(shí)的粘度為卡森粘度。,管壁處：剪變率足夠高，影響不明顯。 軸心處：剪變率足夠小，血液會(huì)聚集在一起而整體移動(dòng)。,屈服應(yīng)力的測定,卡森粘度的意義：,屈服應(yīng)力對血流的影響,第三節(jié) 血液的本構(gòu)方程,現(xiàn)象分析：,第三節(jié) 血液的本構(gòu)方程,三、人血的流變性分區(qū),為了進(jìn)一步分析人血的流變性，我們把血液的粘度隨剪變率的變化，分成四個(gè)區(qū)段進(jìn)行討論。,第三節(jié) 血液的本構(gòu)方程,流體類型 粘度變化 原因 1. 50s-1 牛頓流體 定值 紅細(xì)胞變形到極限 2.10 50s-1 假塑性流體 減小 紅細(xì)胞變形 3.10

3、-1 10s-1 觸變流體 減小 紅細(xì)胞解聚 4. 10-1s-1 粘彈性體 無窮 紅細(xì)胞形成聚集體,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,一、紅細(xì)胞的變形性,二、紅細(xì)胞的聚集性,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,一、紅細(xì)胞的變形性,（一）紅細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu),電鏡下的紅細(xì)胞,成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，富含血紅蛋白。血紅蛋白是一種含鐵的蛋白質(zhì)，呈紅色。它在氧含量高的地方容易與氧結(jié)合，在氧含量低的地方又容易與氧分離。血紅蛋白的這一特性，使紅細(xì)胞具有運(yùn)輸氧的功能。,紅細(xì)胞從顯微鏡下可以看到，血細(xì)胞中數(shù)量最多的是紅細(xì)胞。紅細(xì)胞呈兩面凹的圓餅狀。,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,由細(xì)胞膜及內(nèi)溶液組成。,（1）紅細(xì)胞

4、膜： 成分：蛋白質(zhì)（占50%，膜血影蛋白、肌動(dòng)蛋白和錨蛋白） 脂類（占42%，有磷脂、糖脂和膽固醇） 糖類（占8%） 組成：脂雙層和膜骨架組成。這種結(jié)構(gòu)對紅細(xì)胞的流變性起著非常重要的作用。怎樣體現(xiàn)？,關(guān)于紅細(xì)胞的一些數(shù)據(jù),結(jié)構(gòu),第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,（2）紅細(xì)胞的內(nèi)溶液： 血紅蛋白（MCH）溶液 ，正常人體的含量為27-37g.dl-1之間。,（二）決定紅細(xì)胞變形性的內(nèi)在因素,紅細(xì)胞膜的力學(xué)性質(zhì),紅細(xì)胞內(nèi)液粘度,紅細(xì)胞的幾何形狀,原因有三方面,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,1、紅細(xì)胞膜的力學(xué)性質(zhì)：流動(dòng)性和粘彈性 （1）紅細(xì)胞膜的流動(dòng)性：是它重要力學(xué)特性，可直接影響紅細(xì)胞的變形性，膜的流動(dòng)性越好，紅

5、細(xì)胞的變形性也越好。這一特性決定于膜的組成成分、結(jié)構(gòu)、組成物質(zhì)的狀態(tài)。 紅細(xì)胞的坦克履帶樣運(yùn)動(dòng)的作用： 充分發(fā)揮運(yùn)輸氧氣的功能；還有利于紅細(xì)胞經(jīng)受較大的剪應(yīng)力而不易破裂，也有利于紅細(xì)胞的變形。,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,（2）紅細(xì)胞膜的粘彈性： 這是它的又一重要力學(xué)特性。膜的粘彈性變化，紅細(xì)胞膜的變形性也要改變（膜的硬度越大，變形性越差）。 而這一力學(xué)特性決定于膜的成分，以及這些成分在膜中的結(jié)構(gòu)和排列。 紅細(xì)胞膜對外力的反應(yīng)：決定于作用力的大小和時(shí)間。 t100s 彈性體 t5-10min 粘彈性體,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,2、紅細(xì)胞內(nèi)液粘度：它是影響紅細(xì)胞可變形性的又一重要因素。內(nèi)液粘度升高，

6、紅細(xì)胞的可變形性降低。而內(nèi)液粘度受細(xì)胞平均血紅蛋白濃度和血紅蛋白物理化學(xué)性質(zhì)的影響。 （1）內(nèi)液粘度與平均血紅蛋白濃度的關(guān)系： 血紅蛋白的濃度在27-37g.dl-1時(shí)，對內(nèi)液粘度的影響不大；當(dāng)血紅蛋白的濃度超過37g.dl-1時(shí)，紅細(xì)胞的內(nèi)液粘度隨血紅蛋白濃度的升高而指數(shù)規(guī)律增長。這時(shí)對紅細(xì)胞的可變形性是決定性因素。,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,（2）物理化學(xué)性質(zhì)：溶解度、穩(wěn)定性、氧飽和度、氧分壓等. 凡是引起紅細(xì)胞內(nèi)液粘度升高的，紅細(xì)胞的變形性都將降低；凡是引起紅細(xì)胞內(nèi)液粘度下降的，紅細(xì)胞的變形性都將增加。,3、紅細(xì)胞的幾何形狀,（1）紅細(xì)胞的變形性與體積、表面積有關(guān),表面積 體積 紅細(xì)胞 1

7、35m2 100m3 同體積的圓球 100m2,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,（2）球形指數(shù)： 球形指數(shù)越大的物體，變形性越差。其值在01之間，正常紅細(xì)胞的球形指數(shù)約為0.7。,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,（三）影響紅細(xì)胞變形的外在因素： 因?yàn)榧?xì)胞都生活在血細(xì)胞和血漿的外環(huán)境之中，外環(huán)境的變化必然會(huì)影響紅細(xì)胞變形。主要有以下幾種：,2、毛細(xì)血管的直徑：直徑越小，RBC變形程度越大。,1、流場中的剪變率：在一定范圍內(nèi)，RBC的變形程度隨剪應(yīng)力的增大而增大。超過一定值，其變形十分緩慢。,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,3、血細(xì)胞濃度：血細(xì)胞濃度增加，紅細(xì)胞的變形程度也增加。 4、介質(zhì)粘度：相同剪變率下，紅細(xì)胞的變形

8、程度受介質(zhì)粘度的影響。介質(zhì)粘度愈高，紅細(xì)胞變形愈大，即長軸愈長。怎樣解釋：由牛頓粘滯定律來解釋。結(jié)論得出見圖4-9所示。,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,5、PH值： PH值的改變影響紅細(xì)胞的變形性（不是變形程度） 原因有兩點(diǎn) ： （1）PH值變化可改變膜物質(zhì)的性質(zhì)； （2）PH值的下降還可以改變紅細(xì)胞的球形指數(shù)。,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,6、滲透壓：紅細(xì)胞所處介質(zhì)的滲透壓可影響紅細(xì)胞的變形性。 在低中：水分由介質(zhì)流入細(xì)胞內(nèi)，使紅細(xì)胞的球形指數(shù)增大；同時(shí)水分進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，可降低血紅蛋白的濃度，內(nèi)液粘度降低，改變紅細(xì)胞的變形性。但球形指數(shù)的作用超過內(nèi)液粘度的作用，紅細(xì)胞的變形性降低。 在高滲透壓介質(zhì)中：以上兩種作用相反，還有紅細(xì)胞表面吸附增強(qiáng)，導(dǎo)致紅細(xì)胞膜的硬度增加。這三種綜合作用決定紅細(xì)胞在高滲介質(zhì)中的變形性。,第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,在等滲狀態(tài),在低滲狀態(tài),在高滲狀態(tài),第四節(jié) 紅細(xì)胞的流變性,二、紅細(xì)胞的聚集性,1、聚集性：在低剪變率下，紅細(xì)胞能形成聚集體的性質(zhì)，它是血液具有非牛頓