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润湿性对脑白质水力渗透率的影响

Acta Mechanica Sinica 2024年第2期40卷 244-258页

作者：苏丽君雷杰超李振兴马驰原刘少宝 State Key Laboratory of Mechanics and Control for Aerospace Structures Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing210016China MIIT Key Laboratory of Multifunctional Lightweight Materials and Structures Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing210016China Department of Neurosurgery Jinling HospitalAffiliated Hospital of Medical SchoolNanjing UniversityNanjing210002China

脑白质可被视为由神经轴突和组织液组成的周期性多孔介质,其水力渗透率反映了组织液在细胞外空间流动的阻力,在水分子运输和药物传递中起着关键作用.细胞外空间的典型宽度为纳米级,组织液流动是具有微尺度的润湿性问题,然而润湿性对渗... 详细信息

脑白质可被视为由神经轴突和组织液组成的周期性多孔介质,其水力渗透率反映了组织液在细胞外空间流动的阻力,在水分子运输和药物传递中起着关键作用.细胞外空间的典型宽度为纳米级,组织液流动是具有微尺度的润湿性问题,然而润湿性对渗透性的影响仍然不清楚.本研究将脑白质理想简化为一种周期性纤维多孔介质,考虑流体黏度和滑移边界,以量化润湿性对其水力渗透性的影响.发现流体有效黏度的减小和滑移长度的增加,会导致水力渗透率增大.还发现,对于方形排列的轴突纤维,润湿性对垂直水力渗透率的影响比对平行水力渗透率大;而对于六边形排列的轴突,影响则相反.研究结果可为脑水肿等脑水平衡紊乱疾病治疗及大脑药物传递提供理论指导.

关键词：药物传递脑白质神经轴突润湿性滑移边界脑水肿有效黏度组织液

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组织液循环网络理论的验证和挑战

中国医学前沿杂志（电子版） 2023年第8期15卷 75-80页

作者：李宏义北京医院心血管内科组织液循环研究中心国家老年医学中心中国医学科学院老年医学研究院北京100730

经过近20年的探索,李宏义研究团队发现了人体和动物体内的大血管外膜、皮肤、神经和筋膜等结缔组织中存在着更加复杂的组织液流动网络,并揭示了其中血管外膜组织液流动网络的生理性调控机制。这些发现提示:不同于以心脏为中心的脉管网... 详细信息

经过近20年的探索,李宏义研究团队发现了人体和动物体内的大血管外膜、皮肤、神经和筋膜等结缔组织中存在着更加复杂的组织液流动网络,并揭示了其中血管外膜组织液流动网络的生理性调控机制。这些发现提示:不同于以心脏为中心的脉管网络中的血液循环,组织液在心肺等基质泵的作用下在全身结缔组织“基质-膜通道”系统中环绕驱动泵周而复始地连续流动,形成组织液循环网络;其功能之一是生理状态下的心脏搏动使得组织液向心性流动,而呼吸运动反向迟滞这种流动,从而增加器官或组织中的组织液灌注。本文综述了组织液循环网络理论的发展历程、现有研究结果、生理调控机制,并对该理论应用的未来发展方向进行了讨论。

关键词：组织液循环网络组织液基质-膜通道网络系统

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心肺运动调控血管外膜组织液循环网络

心肺运动调控血管外膜组织液循环网络

作者：李贝卫生部北京老年医学研究所

学位级别：硕士

目的越来越多的研究证据表明外周动脉和静脉血管外膜结缔组织中组织液长程流动到达心脏和肺脏,本研究旨在揭示大鼠体循环和肺循环动脉和静脉血管外膜组织液循环分布特征和调控机制。材料与方法选取2021年3月至2022年12月购买自北京华阜... 详细信息

目的越来越多的研究证据表明外周动脉和静脉血管外膜结缔组织中组织液长程流动到达心脏和肺脏,本研究旨在揭示大鼠体循环和肺循环动脉和静脉血管外膜组织液循环分布特征和调控机制。材料与方法选取2021年3月至2022年12月购买自北京华阜康生物科技股份有限公司的125只10周龄健康雄性SPF级Sprague Dawley大鼠,体质量280～300 g。(1)使用在体和离体荧光成像方法、能谱显微CT三维成像方法以及组织学分析方法,比较外膜组织液传输与血液传输在下肢血管、心脏和肺脏的分布差异;探究全身体循环和肺循环动脉和静脉血管外膜组织液的循环分布。(2)实时记录大鼠心电图和呼吸曲线,对股动静脉血管外膜组织液动态流动过程进行成像;使用斑点追踪测速技术对股静脉外膜组织液流动进行速度测算;比较相同呼吸条件下不同心率股静脉外膜组织液流速;比较390-420 bpm心率范围内活体大鼠和死亡大鼠不同呼吸频率、潮气量和吸呼比条件下股静脉外膜组织液流速曲线和呼吸曲线的特征;比较心脏和肺脏每一次收缩与舒张股静脉外膜组织液流速曲线的变化。(3)分别记录外膜给药和静脉注射两种方式给药前后大鼠心率变化,并对给药后1、3、5、8和35 min大鼠心肌组织药物浓度进行检测。结果(1)与血液和淋巴液不同,下肢动静脉血管外膜组织液沿血管外膜通道做向心流动,逐渐进入并聚集在心肌组织;(2)全身体循环动静脉血管外膜组织液沿血管外膜通道向心流动进入心脏,沿肺动脉外膜进入肺脏,再经肺静脉外膜返回心脏;(3)对24只麻醉状态下心率范围在300-450 bpm的大鼠股静脉外膜组织液流速进行测算,流速中位值为588.2μm/sec(258.0-967.1μm/sec),平均流速为598.1±107.7μm/sec;(4)相同呼吸条件下,股静脉外膜组织液流速与心率呈正相关;心房和心室的每一次收缩会导致股静脉外膜组织液离心流动,每一次舒张会导致股静脉外膜组织液向心流动;(5)呼吸运动导致股静脉外膜组织液的脉冲式流动,呼吸频率与流动脉冲频率一致,潮气量影响流速曲线的波动幅度,吸呼比影响流速曲线的上升支与下降支;肺脏的每一次膨胀会导致股静脉外膜组织液离心流动,每一次收缩会导致股静脉外膜组织液向心流动;(6)静脉注射给药后大鼠心率立即下降,1min以内心肌组织药物浓度达到峰值,2min时心率降至最低,下降8.7±2.8%,8-10 min心率恢复;外膜给药后大鼠心率在2 min左右开始下降,3 min左右心肌组织药物浓度到达峰值,4 min时心率下降至最低,下降幅度7.3±1.5%,10 min时开始恢复,30 min后心率基本恢复。结论(1)在心跳和呼吸共同调控下,外膜组织液可以沿体循环和肺循环血管外膜通道网络在全身循环;(2)与经血液循环的心肌灌注相比,经由下肢血管外膜组织液传输的示踪剂在心肌组织中分布的量更多,说明心肌组织灌注很可能存在血液灌注和血管外膜传输两种途径;(3)经血管外膜递送药物有望成为一种新的器官靶向给药新途径。

关键词：组织液血管外膜循环心血管系统心跳呼吸

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基于微流体技术的组织液透皮抽取装置

光学精密工程 2011年第3期19卷 651-656页

作者：于海霞栗大超刘同坤徐可欣天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

为了在连续血糖监测中实现微量组织液的透皮抽取和收集,采用微流体技术,利用聚二甲基硅氧烷(Polydimethyl-siloxane,PDMS)设计加工了组织液透皮抽取装置。首先,采用模塑法加工得到组成装置的4层PDMS。接着,采用氧等离子体键合方法键合P... 详细信息

为了在连续血糖监测中实现微量组织液的透皮抽取和收集,采用微流体技术,利用聚二甲基硅氧烷(Polydimethyl-siloxane,PDMS)设计加工了组织液透皮抽取装置。首先,采用模塑法加工得到组成装置的4层PDMS。接着,采用氧等离子体键合方法键合PDMS获得能够产生真空负压的文氏管,用于注入生理盐水、抽取组织液和收集组织液的腔体,控制流体传输的气动阀以及连接各部分的微管路4部分装置。然后,测量文氏管的输出负压和气动阀的关闭压强。最后,检验了装置抽取和收集组织液的功能实现情况。结果显示,将220 kPa(绝对压强)的氮气通入文氏管的输入端口,在文氏管的喉部端口获得了92 kPa(绝对压强)的真空负压。另外,只需低于65 kPa(相对压强)的压强就可以关闭采用PDMS薄膜加工的常开型气动阀。该装置可在气动阀的控制下,利用文氏管产生的真空负压,自动完成生理盐水的注入、组织液的抽取和收集。

关键词：微流体技术 PDMS 文氏管组织液连续血糖监测

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组织液循环系统与中医经络关系探讨

贵州中医药大学学报 2023年第5期45卷 1-4页

作者：陈麒沃雁崔伟陈炳力小仓心吾王月明汤康敏上海交通大学医学院解剖学与生理学系上海200025 上海浦东新区曹路社区卫生服务中心上海201209 上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院上海200437 上海中医药大学针灸推拿学院上海201203

传统生理学认为组织液存在于组织间隙,主要通过扩散的方式参与体液循环,而有研究表明体内存在脉管系统外的组织液循环流动网络系统,组织液通过血管外以及组织间的筋膜间隙多级拓扑结构进行向心性流动,并且相关研究表明这可能与中医的经... 详细信息

传统生理学认为组织液存在于组织间隙,主要通过扩散的方式参与体液循环,而有研究表明体内存在脉管系统外的组织液循环流动网络系统,组织液通过血管外以及组织间的筋膜间隙多级拓扑结构进行向心性流动,并且相关研究表明这可能与中医的经络穴位理论有着密切联系。本文对组织液循环流动系统的发现和发展进行介绍,并进一步分析该发现与组织筋膜以及中医经络穴位之间的联系,并对其未来应用进行总结展望。

关键词：组织液筋膜组织经络

基于微透析的组织液中葡萄糖浓度连续检测方法

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2013年第6期46卷 482-486页

作者：栗大超王日东刘宇徐可欣天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

基于微创血糖检测中需要对组织液中葡萄糖浓度进行校准的要求,提出了一种利用微透析连续检测组织液中葡萄糖浓度的方法,研究了灌流速度、被测液浓度和温度等条件对回收率的影响.实验结果表明,灌流速度从0.3,μL/min上升到3.0,μL/min时... 详细信息

基于微创血糖检测中需要对组织液中葡萄糖浓度进行校准的要求,提出了一种利用微透析连续检测组织液中葡萄糖浓度的方法,研究了灌流速度、被测液浓度和温度等条件对回收率的影响.实验结果表明,灌流速度从0.3,μL/min上升到3.0,μL/min时,回收率下降71.7%;组织液浓度变化对回收率没有明显影响,温度从25,℃上升到58,℃时,回收率则上升34.6%.此外,提出了一种模拟体内葡萄糖浓度连续变化的方法,并建立了实验系统,验证了微透析方法在葡萄糖浓度连续变化条件下用于组织液葡萄糖检测的可行性.为进一步开展动物实验提供了理论基础和实验依据.

关键词：组织液葡萄糖微透析连续检测校准

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人体组织液的微创透皮抽取技术

纳米技术与精密工程 2010年第3期8卷 206-210页

作者：栗大超刘同坤孙岳于海霞徐可欣天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

对人体组织液的微创透皮抽取技术进行了研究.首先对皮肤进行低频超声预处理,提高皮肤表层对组织液的通透性,然后利用文氏管真空负压实现组织液的抽取、收集和输运.搭建了低频超声皮肤预处理系统,设计了基于文氏管的真空负压一体化装置,... 详细信息

对人体组织液的微创透皮抽取技术进行了研究.首先对皮肤进行低频超声预处理,提高皮肤表层对组织液的通透性,然后利用文氏管真空负压实现组织液的抽取、收集和输运.搭建了低频超声皮肤预处理系统,设计了基于文氏管的真空负压一体化装置,研究了组织液透皮抽取效果的评价方法.通过实验验证了组织液的抽取效果,研究了抽取时机、抽取频率对组织液渗透速率的影响,验证了文氏管真空负压作为组织液抽取、收集和输运驱动力的作用效果,研究了利用真空负压控制液体输运速度的方法.研究成果在微创血糖监测技术中具有重要的应用价值.

关键词：微创血糖监测组织液透皮抽取低频超声真空负压文氏管

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经血管外膜组织液传输对心肌灌注的研究

中国心血管病研究 2023年第2期21卷 138-143页

作者：李贝杨超智戚曦李文卿李宗民罗文琦李宏义北京医院组织液循环研究中心国家老年医学中心中国医学科学院老年医学研究院北京市100730 北京医院心血管外科国家老年医学中心中国医学科学院老年医学研究院北京市100730 北京大学第五临床医学院中国石油大学(华东)计算机科学与技术学院

目的比较经由血管外膜组织液传输或血液循环的示踪剂在大鼠心肌组织中的分布差异,明确经血管外膜组织液传输的心肌灌注特点。方法采用组织学和Micro-CT成像方法,分别研究荧光素钠、硝酸银经由下肢血管外膜传输在心肌组织中灌注的特点。... 详细信息

目的比较经由血管外膜组织液传输或血液循环的示踪剂在大鼠心肌组织中的分布差异,明确经血管外膜组织液传输的心肌灌注特点。方法采用组织学和Micro-CT成像方法,分别研究荧光素钠、硝酸银经由下肢血管外膜传输在心肌组织中灌注的特点。本研究选取2021年9月至2022年9月由中国医学科学院实验动物研究所提供的25只SD大鼠,随机分为空白对照组、血液灌注10 min组、外膜传输1 min组、5 min组和10 min组共5组,每组各5只。分别在右下肢血管外膜附近、或右下肢静脉管腔内给予生理盐水、硝酸银溶液或荧光素钠,留取下肢血管及其周围组织、心肺组织标本,分别进行组织学和Micro-CT成像研究,分别比较荧光素钠和银信号的分布差异。结果组织学分析显示血管外膜给予的荧光素钠并非进入血液,而是经由下肢血管外膜组织液向心性传输进入心肌组织。Micro-CT结果发现,经由下肢血管外膜组织液传输后,在近心端的血管外膜及其周围组织中有大量银信号,而远心端很少[(13.9±0.6)×10^(3)μm^(2)比(0.0±0.0)×10^(3)μm^(2),P液灌注组下肢血管的近心端和远心端的银信号分布则无显著性差异[(16.2±0.8)×10^(4)μm^(2)比(14.3±0.5)×10^(4)μm^(2),P=0.1976]。分别比较不同时间段的结果,发现随着时间的增加,经由血管外膜传输的示踪剂逐渐分布在心肌组织中,而在心腔内部的分布很少。血液灌注组心肺组织的银信号主要分布于心腔内,而心肌组织中量少。结论与经血液循环的心肌灌注相比,经由下肢血管外膜组织液传输的示踪剂在心肌组织中分布的量更多。说明心肌组织灌注很可能存在血液灌注和血管外膜传输两种途径。

关键词：组织液血管外膜心肌灌注 Micro-CT

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组织液定向流动的动力学机理与人体经络现象

自然科学进展 2005年第1期15卷 61-70页

作者：丁光宏沈雪勇姚伟党瑞山杨静陈尔瑜复旦大学力学与工程科学系上海市针灸经络研究中心上海200433 上海中医药大学针灸推拿学院上海市针灸经络研究中心上海200032 第二军医大学解剖教研室上海市针灸经络研究中心上海200433

研究了在人体小腿穴位深处骨间膜等毛细血管相对缺少的结缔组织中的组织液流动.解剖发现人小腿穴位处骨闻膜上毛细血管和胶原纤维的分布呈与经络方向一致的平行排列.据此建立了组织液流动两维渗流模型,采用多孔介质来模拟平行胶原纤维... 详细信息

研究了在人体小腿穴位深处骨间膜等毛细血管相对缺少的结缔组织中的组织液流动.解剖发现人小腿穴位处骨闻膜上毛细血管和胶原纤维的分布呈与经络方向一致的平行排列.据此建立了组织液流动两维渗流模型,采用多孔介质来模拟平行胶原纤维等细胞外基质所构成的组织间隙,通过计算流体力学数值计算,得到了血压、组织压、毛细血管间距、毛细血管壁渗透系数以及多孔率等参数对流场的影响,其结果都与生理现象相吻合.计算结果显示了平行胶原纤维的存在使得组织液流动更加均匀,为组织间隙中的物质交换和细胞生存提供更加有利的条件.组织液的流动会对其中的肥大细胞会产生较大的壁面剪切应力,血压和组织间隙压等参数会对切应力产生较大影响.

关键词：组织液毛细血管胶原纤维经络现象小腿人体血压平行排列计算结果