Development and utilization of model erythrocyte and primary study of artifical erythrocyte

模型红细胞的开发利用及人工红细胞的初步研究

基本信息

  • 批准号:
    11480262
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.32万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have developed a tiny particle of natural polymeric gel as a model of human red blood cell (RBC), and have made a high concentration suspension of these particles in water and physiological salt solution as a realistic model of human blood. The model RBC (MRBC) was made of alginic acid calcium gel, and was of a spherical shape and very soft and elastic. Its average diameter was about 10 μm, which was very similar to human RBC, although its shape was not so-called biconcave. It was shown that the relationships between shear rate dγ/dt and shear stress τ for the human blood with 45% hematocrit (volumetric concentration) of the RBC at the temperature of 37℃ and for the model blood with 45% hematocrit of the MRBC at the temperature of 15℃ agreed with each other very well on the Casson's diagram, i.e. the square root of dγ/dt versus √τ. The coefficients of viscosity calculated from the above diagram in the case of several different concentrations and temperatures showed clear shear thinning, and agreed very well with that of the human blood. The motion of each MRBC in the various range of shear rate was observed using a rheoscope system consisted of an inverted microscope, a cone-plate viscometer, and a high-speed video camera. As a result, in the region of low shear rate less than about 100/sec, MRBC was seen to form aggregates, which was a very similar phenomenon as real RBC forms a rouleaux when shear rate is lower than about 100/sec. The elasticity of the MRBC was also visualized and measured using a micromanipulator. The relationship between the deformation of the spherical MRBC and the force applied on it obeyed the Hertz's contact theory, and the total Young's modulus of the MRBC was 0.075MPa for ν= 0.5 and 0.lOMPa for ν= O, where ν is the Poisson's ratio. These numerical values were almost same as those of gelatin.
我们开发了一种天然高分子凝胶的微小颗粒作为人红细胞(RBC)的模型,并将这些颗粒在水和生理盐溶液中制成高浓度悬浮液作为人体血液的真实模型。模型红细胞(MRBC)由海藻酸钙凝胶制成,呈球形,非常柔软和有弹性。其平均直径约为10 μm,与人红细胞非常相似,但其形状并非所谓的双凹。结果表明,在Casson图上,37℃时红细胞比容(体积浓度)为45%的人血和15℃时红细胞比容为45%的模拟血的剪切速率dγ/dt与剪切应力τ的关系,即dγ/dt与τ的平方根关系,非常吻合。在几种不同浓度和温度的情况下,从上图计算的粘度系数显示出明显的剪切稀化,并且与人血液的粘度系数非常一致。用倒置显微镜、锥板粘度计和高速摄像机组成的流变仪系统观察了每种MRBC在不同剪切速率范围内的运动。结果,在低于约100/sec的低剪切速率的区域中,观察到MRBC形成聚集体,这是与当剪切速率低于约100/sec时真实的RBC形成红细胞叠连非常相似的现象。还使用显微操作器可视化和测量MRBC的弹性。球形MRBC的变形与受力之间的关系符合Hertz接触理论,其总杨氏模量在ν= 0.5时为0.075MPa,在ν= 0时为0.10MPa,其中ν为泊松比。这些数值与明胶的数值几乎相同。

项目成果

期刊论文数量(62)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
余座樹, 大場謙吉, 他: "模擬赤血球としての柔軟弾性ゲル微粒子の変形および弾塑性特性"日本機械学会2000年度年次大会講演論文集(I). No.00-1. 289-290 (2000)
与座Itsuki、大场健吉等人:“模拟红细胞的柔性弹性凝胶微粒的变形和弹塑性”日本机械工程学会2000年年会论文集(I)第00-1号。 -290 (2000)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
余座樹, 大場謙吉, 安東卓也, 他: "柔軟弾性ゲル微粒子の高濃度分散液からなる模擬血液の寿命とレオロジー特性"日本機械学会1999年度年次大会講演論文集(II). No.99-1. 291-292 (1999)
与座五月、大场健吉、安藤拓哉等:《由柔性弹性凝胶颗粒高度浓缩分散体制成的模拟血液的寿命和流变特性》日本机械工程学会1999年年会论文集(二)99-1。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
大場謙吉: "機能性流体・知能流体[第5章 バイオ流体]"日本機械学会・編、コロナ社. 30 (2000)
Kenkichi Ohba:“功能流体/智能流体[第 5 章生物流体]”,日本机械工程师学会编辑,Coronasha 30 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
尾上明史, 他: "模擬赤血球としての柔軟弾性ゲル微粒子の弾塑性特性"第24回日本バイオレオロジー学会年会抄録集. 41-41 (2001)
Akifumi Onoue 等人:“作为模拟红细胞的柔性弹性凝胶微粒的弹塑性”,第 24 届日本生物流变学会年会记录 41-41 (2001)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
岩井剛牛, 大場謙吉, 他: "模擬血管内の柔軟弾性微粒子分散型模擬血液の流れ"日本機械学会関西支部第257回講演会講演論文集. 994-2. 5.9-5.11 (1999)
Goushi Iwai、Kenkichi Ohba 等人:“模拟血管中柔性和弹性细颗粒分散的模拟血流”日本机械工程师学会关西分会第 257 届会议论文集 994-5.11。 (1999)
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development of model erythrocyte and creation of artificial erythrocyte by using an electro-hydrodynamic spraying operating in cone-jet mode
使用锥射流模式下的电流体动力喷雾开发模型红细胞并创建人造红细胞
  • 批准号:
    14380417
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 8.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Development of Portable Fiber-Optic Laser Doppler Velocimetry Sensor for Measurement of Local Flow Velocity of Blood and Opaque Multi-Phase Fluids
开发便携式光纤激光多普勒测速传感器,用于测量血液和不透明多相流体的局部流速
  • 批准号:
    09555067
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 8.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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脉动血流与弹性血管相互作用的体外模型实验及数值模拟
  • 批准号:
    08455096
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 8.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Developmental Research of Multi-Fiber Optic Liquid Film Sensor
多光纤液膜传感器的发展研究
  • 批准号:
    60850035
  • 财政年份:
    1985
  • 资助金额:
    $ 8.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
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