585 2

N

18.5. Właściwości biomcchaniczne i geometryczne naczyń krwionośnych

Bolesław Turczyrltki

18.5.1. Właściwości bierne i czynne

Prawo Poiscuillc a. na podstawie którego określa się opór naczyniowy w przepływie krwi. jest słuszne przy założeniu, że krew jest cieczy niutonowską. charakter przepływu jest laminamy (warstwowy), odbywa się w naczyniach sztywnych i ma charakter ciągły W rzeczywistości przepływ krwi ma charakter pulsujący, krew - tylko w pew nym zakresie gradientów prędkości - może być traktowana jako ciecz niutonowską. natomiast naczynia krwionośne z wyjątkiem naczyń włosowatych są zbudowane z materiału lepkosprężystego. W związku z tą ostatnią właściwością naczynia krwionośne mają zdolność do zmiany swojej objętości związanej ze zmianami ciśnienia. Stosunek zmiany objętości <AV) naczynia krwionośnego do zmiany ciśnienia krwi (Ap). które spowodowało tę zmianę, nazywa się podatnością (c):

c ■

AK

\p

(18.5)

Drugą właściwością jest moduł sprężystości objętościowej E:

(IS.6)

_r *P'V.

^Em~ir

Bierne właściwości biomcchaniczne naczyń krwionośnych zależą głównie od składników białek o właściwościach sprężystych, takich jak clastyna i kolagen oraz ich wzajemnego ułożenia w ściankach naczynia krwionośnego. Wzajemne proporcje claatyny i kolagenu w różnych częściach układu naczyniowego są różne i stanowią składową bierną naprężenia. Elementami czynnymi są komórki mięśniowe, od których zależy stan czynny naprężenia naczynia krwionośnego. Z czynników geometrycznych główną rołę odgrywa stosunek grubości naczynia do jego promienia Układ naczyń tętniczych znajduje się w sunie ciągle zmieniającej się równowagi dynamicznej Zmiany ciśnienia krwi generują zmienne siły. pod wpły wem których naczynia zmieniają swój promień. Moduł sprężystości naczyń krwionośnych charakteryzuje się zależnością od naprężenia oraz od szybkości jego /mian

Rozróżnia się statycz*? moduł sprfZysioici. który wolno rośnie ze wzrostem naprężenia oraz dynamiczny - silnie rosnący wraz ze wzrostem naprężenia Przykładowe zależności modułu sprężystości statycznego i dynamicznego od naprężenia przedstaw iono na ryc. 18.10.

Jak widać / porównania obu krzywych moduł dynamiczny jest znacznie większy niż moduł sutyczny. Właściwość ta ma duże znaczenie przy regulacji względnego wzrostu promienia naczynia związanego ze wzrostem naprężenia (ciśnienia). Wychodząc z prawa Hooke'a związek len ma następującą postać:

585