生物流变学

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  生物流变学(biorheology),生物力学的一个分支,研究生物组织,包括体液(血液淋巴液关节液、各种粘液唾液胃液胆汁、精液和各种分泌物)、软组织、硬组织、肌肉、细胞以及亚细胞组织等的流动和变形规律。它从力学的一般原理出发,通过实验确定不同条件下生物活组织的力学性能和本构关系。生物流变学一词是美国学者A.L.科普利于1948年在第一届国际流变学会议上提出的。50年代以后,生物流变学特别是包括血液在内的体液流变特性的研究得到迅速发展。1969年成立了国际生物流变学会,出版国际性的学术刊物《生物流变学》。

  生物流变学涉及范围很广。细胞(如红血球)、亚细胞组织(如染色体)的变形规律,血液和其他体液的流变性质,各种软、硬组织的力学性能,肌肉的收缩过程,整个器官的力学行为,生物发生、生长过程(如卵细胞受精、细胞分裂过程等)中的流变问题,组织、体液流变性质变异与疾病的关系等都是生物流变学的研究对象。对这些问题的研究,不但加深了对人体生理、病理过程的认识,其结果还可以应用于临床。

  生物流变学的基本研究方法是通过特定的、较简单而又易于精确控制的活体(离体)实验,建立半经验关系,进而借助连续介质力学的一般性原理建立本构方程。由于生物组织的构造高度有序,其性质对环境因素(温度、pH值、取样方法等)相当敏感,如何无损地取样,再在实验过程中保证试样能近似地处于原生理条件之下,是离体实验成败的关键,也是生物流变学研究的难点。生物活组织大多是各向异性的非线性粘弹性体,具有多层次微结构现有的连续介质假设理论不足以描述其性能。因此,对生物活组织本构关系的研究,仍处于探索阶段。生物流变现象还同表面物理、化学过程有关。