Розробка методу та вимірювання модуля зсуву мембран еритроцитів - Автореферат

Харківський національний університет ім. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукРобота виконана в Інституті проблем кріобіології і кріомедицини НАН України. Науковий керівник: - доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Гордієнко Євген Олександрович, Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, завідувач відділу. Офіційні опоненти: - доктор фізико-математичних наук, професор, член-кореспондент НАН України Сльозов Віталій Валентинович, Національний науковий центр “Харківський фізико-технічний інститут”, завідувач відділу (м. доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Перський Євген Ефроїмович, Харківський національний університет ім. Захист відбудеться ”25” 05 2000 року о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.13 у Харківському національному університеті ім.Існує декілька методів визначення модулів пружності клітинних мембран (методи всмоктування окремої клітини в мікрокапіляр, реєстрації півперіоду відновлення форми попередньо здеформованих клітин та ін.). Значно простіше визначати пружні характеристики клітинних мембран динамічними методами, наприклад, по швидкості протікання визначеного обєму суспензії клітини крізь мікрокапіляр з певними геометричними параметрами. Метою роботи було створення фізико-математичної моделі процесу всмоктування суспензії еритроцитів людини у довгий циліндричний капіляр, діаметр якого не перебільшує розміру клітин, та теоретичне обґрунтування і розробка методу вимірювання модуля розтягу при сталій площі (модуля зсуву) мембрани еритроцита людини за часом протікання крізь цей капіляр певної кількості суспензії з відомим гематокритом. Для досягнення сформульованої вище мети були вирішені наступні задачі: 1) проведено аналіз динаміки змінення форми еритроцита людини у процесі його всмоктування у мікрокапіляр та визначено умови, при яких деформація клітинної мембрани відбувається без ізотропного розтягу; 2) побудовано фізико-математичну модель процесу всмоктування еритроцита людини у мікрокапіляр і обчислено час проходження клітини крізь мікрокапіляр у залежності від перепаду тиску на ньому, вязкості зовнішньоклітинного розчину, модуля зсуву клітинної мембрани, довжини та радіусу мікрокапіляра;Ємкість з еритроцитами була відокремлена гнучкою мембраною від ємкості з робочою рідиною, в якій знаходиться поршень, внаслідок переміщення якого у робочій рідині зростав тиск до визначеної величини. Виходячи із закону нормального розподілу еритроцитів по розмірам, обчислено відносну кількість клітин, які зазнають гемоліз при продавлюванні крізь мікрокапіляр у залежності від його радіуса. У пункті 3.2 наведено фізико-математичний аналіз руху внутрішньо-та зовнішньоклітинної рідини на початковій стадії втягування еритроцита в мікрокапіляр з моменту перекриття клітиною вхідного отвору в мікрокапіляр до сформування напівсферичної форми передньою частиною клітини, що всмоктується в мікрокапіляр. У пункті 3.3 викладено фізико-математичну модель першого етапу всмоктування еритроцита в мікрокапіляр від моменту перекриття клітиною вхідного отвору мікрокапіляра до моменту, при якому радіус кривини втягнутої в мікрокапіляр частини клітини дорівнює радіусу капіляра. Залежність t1 від параметра є слабкою, бо із зменшенням діаметра мікрокапіляра, з одного боку, зростає деформація частини клітини, що всмоктується в мікрокапіляр, але, з іншого боку, ця деформація зачіпає меншу частину поверхні клітинної мембрани.Широкому впровадженню швидких та простих динамічних методів визначення механічних властивостей клітинних мембран у медичну діагностику заважає відсутність фізико-математичних моделей, котрі кількісно описують процес протікання клітинної суспензії крізь мікрокапіляри та мікроотвори навіть з простою геометричною формою. На основі універсальних положень теорії пружності тонких оболонок при кінцевих деформаціях та гідродинаміки при малих числах Рейнольдса створено фізико-математичну модель процесу всмоктування еритроцита людини у циліндричний мікрокапіляр, діаметр якого не перебільшує характерного розміру клітин.

1. Основний зміст роботи