Влияние гематокрита на вязкость суспензии эритроцитов в капиллярном вискозиметре при малых размерах капилляров
Представлены результаты экспериментальных исследований зависимости вязкости суспензий эритроцитов от гематокрита на капиллярном вискозиметре с капиллярами, имеющими форму плоских щелевых каналов с малой высотой щели. Показано, что при использовании капилляров с высотой щели менее 7 мкм зависимость в...
Gespeichert in:
| Datum: | 2005 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2005
|
| Schriftenreihe: | Проблемы криобиологии и криомедицины |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134324 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние гематокрита на вязкость суспензии эритроцитов в капиллярном вискозиметре при малых размерах капилляров / А.Ф.Тодрин // Проблемы криобиологии. — 2005. — Т. 15, № 1. — С. 14-19. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-134324 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1343242018-06-14T03:04:29Z Влияние гематокрита на вязкость суспензии эритроцитов в капиллярном вискозиметре при малых размерах капилляров Тодрин, А.Ф. Теоретическая и экспериментальная криобиология Представлены результаты экспериментальных исследований зависимости вязкости суспензий эритроцитов от гематокрита на капиллярном вискозиметре с капиллярами, имеющими форму плоских щелевых каналов с малой высотой щели. Показано, что при использовании капилляров с высотой щели менее 7 мкм зависимость вязкости от гематокрита имеет четко выраженный минимум при гематокрите 2,5÷5%. В то же время при использовании капилляров с высотой щели более 11 мкм зависимость вязкости от гематокрита имеет характер, близкий к линейному. Наведено результати експериментальних досліджень залежності в’язкості суспензій еритроцитів від гематокриту на капілярному віскозиметрі з капілярами, що мають форму плоских щілинних каналів з малою висотою щілини. Показано, що при використанні капілярів з висотою щілини менше ніж 7 мкм залежність в’язкості від гематокриту має чітко виражений мінімум при гематокриті 2,5÷5%. У той же час при використанні капілярів з висотою щілини більше 11 мкм залежність в’язкості від гематокриту має характер, близький до лінійного. Results of experimental study of dependency of erythrocyte suspension viscosity on hematocrit using the capillary vicosimeter with capillaries in a form of flat slot channels of small slot height are presented. When using capillaries with a slot height less than 7 μm the viscosity dependency on hematocrit was shown to have a distinctly manifested minimum at 2.5÷5% hematocrit. At the same time if using capillaries with slot height more than 11 μm the dependency of viscosity on hematocrit is of the character, close to the linear one. 2005 Article Влияние гематокрита на вязкость суспензии эритроцитов в капиллярном вискозиметре при малых размерах капилляров / А.Ф.Тодрин // Проблемы криобиологии. — 2005. — Т. 15, № 1. — С. 14-19. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134324 612.117.2 ru Проблемы криобиологии и криомедицины Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Теоретическая и экспериментальная криобиология Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| spellingShingle |
Теоретическая и экспериментальная криобиология Теоретическая и экспериментальная криобиология Тодрин, А.Ф. Влияние гематокрита на вязкость суспензии эритроцитов в капиллярном вискозиметре при малых размерах капилляров Проблемы криобиологии и криомедицины |
| description |
Представлены результаты экспериментальных исследований зависимости вязкости суспензий эритроцитов от гематокрита на капиллярном вискозиметре с капиллярами, имеющими форму плоских щелевых каналов с малой высотой щели. Показано, что при использовании капилляров с высотой щели менее 7 мкм зависимость вязкости от гематокрита имеет четко выраженный минимум при гематокрите 2,5÷5%. В то же время при использовании капилляров с высотой щели более 11 мкм зависимость вязкости от гематокрита имеет характер, близкий к линейному. |
| format |
Article |
| author |
Тодрин, А.Ф. |
| author_facet |
Тодрин, А.Ф. |
| author_sort |
Тодрин, А.Ф. |
| title |
Влияние гематокрита на вязкость суспензии эритроцитов в капиллярном вискозиметре при малых размерах капилляров |
| title_short |
Влияние гематокрита на вязкость суспензии эритроцитов в капиллярном вискозиметре при малых размерах капилляров |
| title_full |
Влияние гематокрита на вязкость суспензии эритроцитов в капиллярном вискозиметре при малых размерах капилляров |
| title_fullStr |
Влияние гематокрита на вязкость суспензии эритроцитов в капиллярном вискозиметре при малых размерах капилляров |
| title_full_unstemmed |
Влияние гематокрита на вязкость суспензии эритроцитов в капиллярном вискозиметре при малых размерах капилляров |
| title_sort |
влияние гематокрита на вязкость суспензии эритроцитов в капиллярном вискозиметре при малых размерах капилляров |
| publisher |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| publishDate |
2005 |
| topic_facet |
Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134324 |
| citation_txt |
Влияние гематокрита на вязкость суспензии эритроцитов в капиллярном вискозиметре при малых размерах капилляров / А.Ф.Тодрин // Проблемы криобиологии. — 2005. — Т. 15, № 1. — С. 14-19. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Проблемы криобиологии и криомедицины |
| work_keys_str_mv |
AT todrinaf vliâniegematokritanavâzkostʹsuspenziiéritrocitovvkapillârnomviskozimetreprimalyhrazmerahkapillârov |
| first_indexed |
2025-07-09T20:45:39Z |
| last_indexed |
2025-07-09T20:45:39Z |
| _version_ |
1837203656874655744 |
| fulltext |
14ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 15, 2005, №1
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 15, 2005, №1
УДК 612.117.2
Влияние гематокрита на вязкость суспензии эритроцитов
в капиллярном вискозиметре при малых размерах капилляров
А.Ф. ТОДРИН
Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков
Hematocrit Effect on Viscosity of Erythrocyte Suspension
in a Capillary Viscosimeter at Small Sizes of Capillaries
A.F. TODRIN
Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the National Academy
of Sciences of the Ukraine, Kharkov
Представлены результаты экспериментальных исследований зависимости вязкости суспензий эритроцитов от гематокрита
на капиллярном вискозиметре с капиллярами, имеющими форму плоских щелевых каналов с малой высотой щели. Показано,
что при использовании капилляров с высотой щели менее 7 мкм зависимость вязкости от гематокрита имеет четко выраженный
минимум при гематокрите 2,5÷5%. В то же время при использовании капилляров с высотой щели более 11 мкм зависимость
вязкости от гематокрита имеет характер, близкий к линейному.
Ключевые слова: суспензия эритроцитов, гематокрит, щелевой капилляр, вязкость.
Наведено результати експериментальних досліджень залежності в’язкості суспензій еритроцитів від гематокриту на
капілярному віскозиметрі з капілярами, що мають форму плоских щілинних каналів з малою висотою щілини. Показано, що
при використанні капілярів з висотою щілини менше ніж 7 мкм залежність в’язкості від гематокриту має чітко виражений
мінімум при гематокриті 2,5÷5%. У той же час при використанні капілярів з висотою щілини більше 11 мкм залежність
в’язкості від гематокриту має характер, близький до лінійного.
Ключові слова: суспензія еритроцитів, гематокрит, щілинний капіляр, в’язкість.
Results of experimental study of dependency of erythrocyte suspension viscosity on hematocrit using the capillary vicosimeter
with capillaries in a form of flat slot channels of small slot height are presented. When using capillaries with a slot height less than
7 µm the viscosity dependency on hematocrit was shown to have a distinctly manifested minimum at 2.5÷5% hematocrit. At the same
time if using capillaries with slot height more than 11 µm the dependency of viscosity on hematocrit is of the character, close to the
linear one.
Key-words: erythrocyte suspension, hematocrit, slot capillary, viscosity.
UDC 612.117.2
Адрес для корреспонденции: Тодрин А.Ф., Институт проблем
криобиологии и криомедицины НАН Украины, ул. Переяславская,
23, г. Харьков, Украина 61015; тел.:+38 (057) 772-88-71, факс: +38
(057) 772-00-84, e-mail: cryo@online.kharkov.ua
Address for correspondence: Todrin A.F., Institute for Problems of
Cryobiology&Cryomedicine of the Natl. Acad. Sci. of Ukraine, 23,
Pereyaslavskaya str.,Kharkov, Ukraine 61015; tel.:+38 (057) 7728871,
fax: +38 (057) 7720084, e-mail:cryo@online.kharkov.ua
Известно, что вязкость суспензии эритроцитов
напрямую зависит от гематокрита суспензии [1],
т.е. чем больше показатель гематокрита, тем выше
вязкость. Однако это заключение базируется на
исследованиях, которые проводились, в основном,
на капиллярных вискозиметрах, размер капилляров
которых намного превосходил размер эритроцита.
В этих капиллярах эритроциты почти не под-
вергались механической деформации и, следова-
тельно, жесткость мембраны слабо влияла на
величину вязкости суспензии. В то же время в
капиллярах, размер которых меньше размера
клеток, например, в микрососудах кровеносной
системы, эритроциты подвергаются механической
деформации, что может существенно сказаться на
кажущейся вязкости крови. Неудивительно, что в
работах [3, 7] величина вязкости суспензии
эритроцитов рассматривается как одна из
характеристик деформируемости их мембран.
Мы провели исследования на капиллярах,
имеющих форму плоских щелевых каналов,
It is of common knowledge that the viscosity of
erythrocyte suspension directly depends on suspension
hematocrit [1], i.e. the greater hematocrit index is, the
higher viscosity is. However this conclusion is based
on the researches, mainly performed with capillary
viscosimeters, which capillary size considerably
exceeded the erythrocyte size. In these capillaries the
erythrocytes were hardly subjected to mechanical
deformation and, consequently, the membrane tension
did not significantly affect the suspension viscosity
value. At the same time in capillaries, which size is
less than that of cells, for example in microvessels of
circulatory system, the erythrocytes undergo a
mechanical deformation, that can affect in a
considerable extent the apparent blood viscosity. No
wonder that in the papers [3, 7] the viscosity value of
erythrocytes’ suspension is considered as one of the
characteristics of deformation rate in their membranes.
We carried-out the researches in capillaries with a
form of flat slot channels, which main characteristic
size (slot height) was less than that for a cell.
15
основной характеристический размер которых
(высота щели) меньше размера клетки.
Цель работы – определение зависимости
кажущейся вязкости суспензии эритроцитов от ее
гематокрита в капиллярном вискозиметре с
малыми размерами капилляров.
Материалы и методы
В экспериментах использовали эритроциты,
полученные из венозной крови здоровых доноров.
Для удаления плазмы, сгустков, лейкоцитов и
других форменных элементов кровь трехкратно
отмывали в изотоническом физиологическом
растворе (0,15 М NaCl + 5 mM фосфатного буфера)
с pH 7,4. При проведении исследований эритро-
концентрат разбавляли изотоническим физиоло-
гическим раствором до получения необходимого
показателя гематокрита. Использовали кровь со
сроками хранения от 2-х до 9 суток при 4°С.
Капилляры изготавливали из стальных
инъекционных игл с внутренним диаметром 0,5-
0,6 мм и толщиной стенки 0,1-0,18 мм. Иглы
пережимали между 2-мя плоскими поверхностями
при нормированной нагрузке для получения щели
с заданной высотой.
Для определения размеров щели капилляры
продували воздухом, находящемся в сверх-
критических условиях, на специальном устройстве
(при сверхкритических условиях скорость исте-
чения воздуха через отверстие не изменяется с
изменением давления). В процессе продувки
измеряли начальное и конечное значения давления
и время его падения при истечении воздуха через
капилляр из емкости постоянного объема. Затем
по модифицированному уравнению [4], определяли
площадь проходного сечения отверстия:
S = V ln
p1
, τψη√kRT pi
где V – объем емкости; τ – время истечения
воздуха; η – коэффициент расхода отверстия,
равный 0,82; k – показатель адиабаты для воздуха;
R – газовая постоянная для воздуха; Т – тем-
пература; p1 и pi – начальное и конечное давления;
ψ – коэффициент для сверхкритической области
(постоянен и равен 0,68).
Зная площадь поперечного сечения отверстия
S и форму щели, легко определить все ее размеры.
В работе использовали капилляры с шириной
щели 0,8÷0,9 мм. Длина щели была одинакова для
всех капилляров и равнялась 2 мм. Высота щели
от 1,8 до 3,6 мкм была выбрана для того, чтобы
гарантировать деформацию мембраны эритроцита,
проходящего между стенками капилляра, пос-
кольку расчет показывает, что, если эритроцит в
потоке при высоких скоростях сдвига имеет форму
The work was aimed to determine the dependency
of the erythrocytes’ suspension apparent viscosity on
its hematocrit in a capillary viscosimeter with small
capillary sizes.
Materials and methods
The erythrocytes, procured from healthy donors’
venous blood were used in the experiments. For
removing plasm, clots, leukocytes and other formed
elements, blood was threefold washed-out in isotonic
physiological solution (0.15M NaCl + 5 mM phosphate
buffer) with pH 7.4. For research performance the
erythroconcentrate was diluted with isotonic
physiological solution up to the necessary hematocrit
index obtaining. We used blood with storage terms from
2 to 9 days at 4°C.
Capillaries were manufactured from steel needles
for injection with 0.5-0.6 m internal diameter and 0.1-
0.18 mm wall width. The needles were pinched
between two flat surfaces under normalised load to
obtain a slot with the specified height.
In order to determine the slot sizes the capillaries
were blown through with the air, being under
supercritical conditions using special device (under
supercritical conditions the rate of air efflux through a
hole does not change with change in the pressure).
During blowing through we measured the values of
initial and final pressures and the time of its fall during
air efflux through a capillary out of the constant volume
vessel. Then, according to the modified equation [4]
we determined the passage area of a hole :
S = V ln
p1
, τψη√kRT pi
where V is the vessel volume; τ is time of air efflux; η
is a coefficient of the hole flow rate, equal to 0.82; k is
adiabatic exponent for air; R is the gas constant for
air; T is temperature; pl and pi are initial and final
pressures; ψ is coefficient for supercritical range (it is
constant and equals to 0.68).
If knowing the S cross-section area of a hole and a
slot shape it is easy to determine all its parameters.
In the work we used the capillaries with a slot width
of 0.8÷0.9 mm. Slot length was the similar for all
capillaries and was equal to 2 mm. The slot height
from 1.8 to 3.6 µm was chosen to ensure the
erythrocyte membrane deformation, which passed
through capillary walls, since the calculation showed
that if erythrocyte in a flow under high shift rates
was of ellipsoid shape, its small axis was equal to
3.65 мm for erythrocyte with an average size at the
absence of membrane extension. To compare we
used the capillaries with slot height of 6.5÷6.9 and
11.3÷14µm.
Experiments were done using the device described
in the paper [4].
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 15, 2005, №1
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 15, 2005, №1
16
эллипсоида, то его малая ось равна 3,65 мкм для
эритроцита среднего размера при отсутствии
растяжения мембраны. Для сравнения ис-
пользовали капилляры с размерами (высотой) щели
6,5÷6,9 и 11,3÷14 мкм.
Эксперименты проводили с помощью устройства,
описанного в [5].
Результаты и обсуждение
Из [2] известно, что при измерении вязкости
жидкости капиллярными вискозиметрами ка-
жущееся значение вязкости уменьшается с
уменьшением размера капилляра при постоянном
расходе жидкости через капилляр. Поэтому для
оценки влияния размера капилляра как такового
на вязкость жидкости были проведены иссле-
дования зависимости вязкости воды от размеров
щелевого капилляра, чтобы в последующем,
используя эти данные, получить значения вязкостей
суспензий.
В ходе экспериментов измеряли перепад давления
∆Р на капилляре и объемный расход жидкости или
клеточной суспензии через капилляр Q. Вязкость
определяли по формуле [6]:
µ = ∆Pbh 3
,
12QL
где b – ширина щелевого канала; h – высота канала;
L – длина канала.
На рис. 1 приведена измеренная зависимость
вязкости воды от размеров щелевого капилляра
при 20°С. Данная температура была выбрана
потому, что при ней вязкость воды равна 1,004 сП
и, следовательно, величина вязкости исследуемых
суспензий, отнесенная к вязкости воды при данном
конкретном размере капилляра, практически равна
величине вязкости, выраженной в сантипуазах.
Представленные на рис. 1 данные хорошо
описываются квадратичной параболой:
µ = 2,99187·10-3·h2+5,18129·10-4·h+2,61292·10-3,
где h – высота щели, мкм.
На рис.2 приведен график зависимости ка-
жущейся вязкости суспензии эритроцитов от
показателя гематокрита при разных размерах
капилляров и различных сроках хранения крови.
Как видно из кривых (рис.2), размер капилляра
оказывает большее влияние на кажущуюся
вязкость суспензии (уменьшает ее значение при
уменьшении размера капилляра), чем срок
хранения крови (при увеличении которого вязкость
должна возрастать из-за повышения жесткости
мембран эритроцитов).
Особенностью приведенных на рис. 2 кривых
является наличие на них ярко выраженного
минимума вязкости, что очень сложно объяснить
Results and discussion
It is known from the paper [2] that when measuring
the fluid viscosity by means of capillary viscosimeters
the viscosity apparent value reduces with a decrease
in capillary size at a constant fluid consumption through
a capillary. Therefore for estimating the capillary size
effect itself on fluid viscosity we studied the
dependency of water viscosity on the slot capillary
sizes to obtain in future the values for suspension
viscosity using these data.
During experiments we measured the P pressure
fall on a capillary and a volume consumption of fluid
or cell suspension through a capillary Q. The viscosity
was determined by the formulae [6]:
µ = ∆Pbh3
,
12QL
where b is the slot channel width; h is the height of
channel; L is the channel length.
The Fig. 1 shows the measured dependency of
water viscosity on sizes of slot capillary at 20°C. This
temperature was selected because the water viscosity
was equal to 1.004 cP at it and, consequently, the
viscosity value in studied suspensions, related to water
viscosity at the specific capillary size was practically
equal to the viscosity value, expressed in centipoises.
The data presented in the Fig.1 are well described
by the square parabola:
µ = 2.99187·10-3·h2+5.18129·10-4·h+2.61292·10-3,
where h is slot height, µm.
Fig.2 shows the diagramme of dependency for
erythrocyte apparent viscosity on hematocrit index at
varous sizes of capillaries and different storage terms
of blood.
The curves (Fig. 2) demonstratr the capillary size
causes stronger effect on the apparent viscosity of
suspension (reduces its value at a decrease in capillary
size), than the term of blood storage (with increase of
which the viscosity should augment due to an increase
in erythrocyte membrane tension).
The peculiarity of curves shown in the Fig. 2 is the
presence on them a strongly manifested viscosity
minimum, that is very difficult to explain from the point
of view of existing notions about cell suspension flux
in capillaries. One assumed, that this effect could be
in some way related to mechanical deformation in
erythrocytes, but the experiments in bigger capillaries
(6.5÷6.9 µm, curve 4), where cell should not undergo
a direct mechanical deformation, demonstrated the
presence of viscosity minimum as well.
In all curves after exceeding the certain hematocrit
value the viscosity begins to increase. This can be
explained by the strengthening of effect on the viscosity
of intercellular interaction with an increase of cell
concentration in suspension.
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 15, 2005, №1
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 15, 2005, №1
17
Высота щели, мкм Slot height, mm Гематокрит,% Hematocrit,%
В
яз
ко
ст
ь,
с
П
V
is
co
si
ty
,
cP
Ка
ж
ущ
ая
ся
в
яз
ко
ст
ь,
с
П
A
pp
ar
en
t
vi
sc
os
ity
,
cP
Рис. 1. Зависимость вязкости воды от высоты щели
капилляра.
Fig. 1. Dependency of water viscosity on capillary slot
height.
Рис. 2. Зависимость кажущейся вязкости суспензии
эритроцитов от гематокрита и высоты щели капилляров,
мкм: 1 – 3,4÷3,6 (3 сут хранения крови); 2 – 2,5÷2,6
(4 сут); 3 – 1,8÷1,9 мкм (8 сут ); 4 – 6,47÷6,9 мкм (2 сут ).
Fig. 2. Dependency of apparent viscosity of erythrocyte
suspension on hematocrit and capillary slot height, µm: 1 –
3.4÷3.6 (3 days of blood storage); 2 - 2.5÷2.6 (4 days); 3 –
1.8÷1.9 (8 days); 4 – 6.47÷6.9 (2 days).
с точки зрения существующих представлений о
течении клеточных суспензий в капиллярах.
Предполагалось, что данный эффект может быть
как-то связан с механической деформацией
эритроцитов, однако эксперименты на более
крупных капиллярах (6,5÷6,9 мкм, кривая 4), в
которых клетка не должна подвергаться прямой
(непосредственной) механической деформации,
также показали наличие минимума вязкости.
На всех кривых после превышения опре-
деленной величины гематокрита вязкость начинает
возрастать. Это можно объяснить усилением
влияния на вязкость межклеточного взаимо-
действия с ростом концентрации клеток в
суспензии.
На рис. 3 показаны зависимости приведенной
вязкости суспензий эритроцитов от гематокрита,
которые получены путем деления значений
вязкости, представленных на рис. 2, на значение
вязкости воды при соответствующем размере
щелевого капилляра (см. рис. 1) и умножения на
1,004 сП (вязкость воды при 20°С). Здесь видно,
что вязкость суспензии эритроцитов зависит (как
это и должно быть) от срока хранения крови, т. е.
от жесткости мембран эритроцитов, и увеличи-
вается при более длительных сроках хранения.
Минимум вязкости остается также ярко выра-
женным.
Для контроля нами были проведены экспе-
рименты с использованием капилляров, размер
щели которых находился в пределах 11,3-14 мкм и
сроками хранения крови 9 сут.
The Fig. 3 presents the dependencies of shown
viscosity of erythrocyte suspension on hematocrit,
obtained by dividing viscosity values, presented in the
Fig. 2, by the value for water viscosity under
corresponding size of slot capillary (see the Fig. 1)
and by multiplying by 1.004 cP (water viscosity at
20°C). The viscosity of erythrocyte suspension is seen
to depend (as it should be) on the blood storage term,
i.e. on erythrocyte membrane tension and increases
under more prolonged storage terms. The viscosity
minimum remains strongly manifested as well.
For the control we performed the experiments with
usage of capillaries, which slot size was within the limits
of 11.3-14 µm and blood storage terms of 9 days.
As it the diagramme shows (Fig. 4) the dependency
of viscosity on hematocrit when applying capillaries
with greater slot size has the character close to a linear
one, i.e. at such capillary sizes the viscosity constantly
augments with hematocrit increase.
Indirect confirmation of accuracy in our measu-
rements is the fact, that the viscosity values for NaCl
isotonic solution (when hematocrit is 0) are with in a
narrow range for all capillary sizes (1.255±0.055 cP)
used in the experiments.
Conclusions
The performed research shows that the application
of very small capillaries for viscosity determination
results in the depreciation of real viscosity value for
4
1
2
3
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0 2 4 6 8 10
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 15, 2005, №1
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 15, 2005, №1
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0 5 10 15 20 25 30
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 5 10 15 20 25 30
18
В
яз
ко
ст
ь,
с
П
V
is
co
si
ty
,
cP
Вя
зк
ос
ь,
с
П
Vi
sc
os
ity
,
cP
Гематокрит,% Hematocrit,% Гематокрит,% Hematocrit,%
Рис. 3. Зависимость приведенной вязкости суспензии
эритроцитов от гематокрита. Обозначения те же, что и
на рис. 2.
Fig. 3. Dependency of mentioned viscosity of erythrocyte
suspension on hematocrit. (The same symbols as in the
Fig. 2).
Рис. 4. Зависимость приведенной вязкости суспензии
эритроцитов от гематокрита при больших размерах
капилляров.
Fig. 4. Dependency of mentioned viscosity of erythrocyte
suspension on hematocrit at big sizes of capillaries.
Как видно из графика (рис. 4), зависимость
приведенной вязкости от гематокрита при при-
менении капилляров с большим размером щели
имеет характер, близкий к линейному, т.е. при таких
размерах капилляров вязкость постоянно воз-
растает с ростом гематокрита.
Косвенным подтверждением точности наших
измерений является то обстоятельство, что
значения вязкости изотонического раствора NaCl
(когда гематокрит равен нулю) лежат в узком
диапазоне (1,255±0,055 сП)для всех размеров
капилляров, использовавшихся в экспериментах.
Выводы
Из проведенных исследований видно, что
применение очень мелких капилляров для опре-
деления вязкости приводит к занижению реальной
величины вязкости как для чистых жидкостей, так
и для суспензий клеток. Вязкость суспензии
эритроцитов при использовании мелких капилляров
при малых гематокритах может быть даже
меньше, чем вязкость суспендирующей среды.
Природа этого явления пока не ясна, однако оче-
видно, что оно непосредственно связано с
размером капилляра. Можно предположить, что в
системе микроциркуляции, где динамический
гематокрит может сильно отличаться от гема-
токрита крови в большом объеме, вязкость крови
заметно понижается.
Кроме того, можно с уверенностью говорить,
что при измерении вязкости капиллярными виско-
зиметрами с основным характеристическим
both pure fluids and cell suspensions as well. The
viscosity of erythrocyte suspension when using small
capillaries at low hematocrits can be even less, than
the viscosity of suspending medium. The nature of this
phenomenon is not clear yet, but evidently it is directly
related to the capillary size. We can suggest, that in
microcirculation system, where dynamical hematocrit
can differ from blood hematocrit in a big volume, the
blood viscosity notably decreases.
In addition, we can certainly state that when
measuring the viscosity with capillary viscosimeters
with the main characteristic size of capillary less than
11 µm the viscosity value does not serve as an index
for cell deformation rate, because at small hematocrits
it can be lower than the viscosity of suspending
medium. The same conserns a relative viscosity as
well. This casts some doubt on the application of
different indices of deformation rate, proposed in many
works, taking into account the viscosity or rate of
suspension flux, especially when using millipore filters.
References
Caro C., Pedley T., Schroter R., Seed W. The mechanics of
blood circulation.– Moscow: Mir, 1981.– 624 p.
Lighfoot E. Transport phenomena and living systems.–
Moscow: Mir, 1977.– 520 p.
Levtov V.A., Regirer S.A., Shadrina N.Kh. Blood rheology.–
Moscow: Meditsina, 1982.– 272 p.
Technical thermodynamics / Edited by V.I. Krutoj.– Moscow:
Vysshaya shkola, 1981.– 439 p.
Patent N 23596A Ukraine, ICI G01N33/49, G01N27/100. Way
for determining of cell deformation rate and the device for its
1.
2.
3.
4.
5.
3
2
4
1
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 15, 2005, №1
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 15, 2005, №1
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
0 5 10 15 20
19
Литература
Каро К., Педли Т., Шротер Р., Сид У. Механика крово-
обращения.– М.: Мир, 1981.– 624 с.
Лайтфут Э. Явления переноса в живых системах.– М.:
Мир, 1977.– 520 с.
Левтов В.А., Регирер С.А., Шадрина Н.Х. Реология крови. –
М.: Медицина, 1982.– 272 с.
Техническая термодинамика /Под. ред. В.И.Крутого– М.:
Высш. школа, 1981.– 439 с.
Пат. № 23596А України, МКІ G01N33/49, G01N27/100.
Спосіб визначення деформованості клітин та пристрій
для його здійснення / О.І. Осецький, О.Ф. Тодрін. Заявлено
26.05.97. Опубл. 31.08.98. Бюл. №4.– С. 3.1.256.
Chan T., Jafrin M.Y., Seshardi V., McKay C. Flow of red
blood cell suspensions through narrow two-dimensional
channels // Biorheology.– 1982.– Vol. 19, N1-2.– P. 253-267.
Halpern D., Secomb T.V. The squeezing of red blood cells
through capillaries with near-minimal diametetrs // J. Fluid
Mech.– 1989.– Vol.203, N1-2.– P. 381-400.
Поступила 05.11.2004
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 15, 2005, №1
PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 15, 2005, №1
размером капилляра меньше 11 мкм величина
вязкости не служит показателем деформируемости
клеток, так как. при малых гаматокритах она
может быть ниже вязкости суспендирующей
среды. То же самое относится и к относительной
вязкости. Это ставит под сомнение применение
различных индексов деформируемости, предла-
гаемых во многих работах, учитывающих вязкость
или скорость протекания суспензий, особенно при
использовании мелкопористых фильтров.
realisation / A.I. Osetsky, A.F. Todrin. Applied 26.05.97.
Published 11.08.98. Bull. N4.– P.3.1.256.
Chan T., Jafrin M.Y., Seshardi V., McKay C. Flow of red
blood cell suspensions through narrow two-dimensional
channels // Biorheology.– 1982.– Vol.19.– N1-2.– P. 253-267.
Halpern D., Secomb T.V. The squeezing of red blood cells
through capillaries with near-minimal diameters // J. Fluid.
Mech.– 1989.– Vol. 203.– N2.– P. 381-400.
Accepted in 05.11.2004
6.
7.
|