1. Modeliranje toka krvi skozi žilno opornico z uporabo večfaznega modela zvezne tekočine : magistrsko deloJaka Bezjak, 2023, master's thesis Abstract: V tem delu je predstavljen pristop modeliranja toka krvi kot enofazni in večfazni sistem, skozi žilno opornico na poenostavljeni geometriji. Predstavljene so bile dosedanje ugotovitve na področju računske dinamike tekočin krvi, vodilne enačbe v posameznem pristopu ter trije pristopi večfaznega sistema. Za večfazni pristop je bil izbran pristop Euler-Euler. V enofaznem sistemu je kri obravnavana kot Newtonska ter nenewtonska tekočina, medtem ko je v večfaznem sistemu obravnavana kot štiri fazna zmes. Izvedene so bile tri simulacije ustaljenih razmer ter ena časovno odvisna simulacija na enofaznem nenewtonskem modelu. Za izvedbo simulacij je bil uporabljen programski paket ANSYS Fluent 2023 r1. Rezultati so bili analizirani v programu CFD Post, kjer smo opazovali vpliv žilne opornice na strižno napetost. Opazili smo področja manjše strižne napetosti med opornicami ter razlike med notranjo in zunanjo stranjo žile. Dobljene rezultate smo primerjali z referenčnim člankom. Enofazni modeli so bili skladni s člankom, pri čemer je bil nenewtonski model malenkost boljši, medtem ko so rezultati večfaznega modela bistveno odstopali. Iz tega smo sklepali, da je za potrebe analiziranje žilne opornice pristop enofazne tekočine primernejši, medtem ko je prednost večfaznega modela v možnosti vpogleda porazdelitev posameznih faz oziroma krvnih delcev. Na koncu smo tudi našteli omejitve večfaznega pristopa in raziskali možnosti za izboljšavo.
Keywords: Tok krvi, opornica, nenewtonska tekočina, večfazni sistem, numerična simulacija, strižna napetost.
Published in DKUM: 04.01.2024; Views: 339; Downloads: 38
 Full text (4,61 MB) |
2. Modeliranje signalne poti dušikovega oksida od strižne napetosti do razvoja sile v gladkih mišičnih celicah arterijeGašper Fašun, 2019, master's thesis Abstract: Dušikov oksid (NO) je pomembna signalizacijska molekula v našem telesu. Posebno pomembno vlogo ima pri zagotavljanju ustreznega tonusa žil. Produkcija NO v žilah poteka v endotelni plasti, njegovo ciljno mesto delovanja pa so vaskularne gladke mišične celice (GMC), kjer sproža relaksacijo. Za odkritje vloge NO v našem telesu je bila podeljena Nobelova nagrada za medicino oziroma fiziologijo leta 1998. V uvodu tega dela predstavimo nekaj najpomembnejših študij in znanstvenikov na tem področju. Naštejemo tudi nekaj lastnosti ter funkcij NO in izpostavimo njegovo vlogo pri zdravljenju kardiovaskularnih bolezni. V nadaljevanju opišemo matematični model signalne poti NO v endoteliju, ki opisuje sklopitev strižne napetosti in produkcije NO v endotelnih celicah (EC). Strižno napetost zaznajo mehanosenzorji, ki aktivirajo encim endotelijsko sintazo NO (eNOS), ki producira NO. Mehanosenzorji, ki so upoštevani v matematičnem modelu, so ionski kanali, receptorji, povezani z G-proteini in integrini. Opisani model združimo z modelom, v katerem simuliramo učinkovanje NO v GMC. Glavnino magistrskega dela predstavlja prav nadgradnja in sklopitev teh dveh modelov preko prenosa NO iz endotelijskih v gladke mišične celice. Sklopitev je izvedena z enačbo, v kateri je opisana hitrost prehajanja NO v gladke mišične celice in tamkajšnje eliminacije. V GMC NO sproži produkcijo signalne molekule ciklični gvanozin monofosfat (cGMP) preko aktivacije encima topne gvanilat ciklaze (sGC). Hitrost produkcije cGMP v GMC opišemo s Hillovo funkcijo, ki temelji na odvisnostih, določenih v eksperimentih in predhodnih kinetičnih modelih. cGMP nato ključno vpliva na signalizacijo kalcija v GMC, od česar je odvisno tudi stanje relaksacije/kontrakcije GMC. Celosten model, ki je ustvarjen s sklopitvijo dveh parcialnih modelov, tj. modela signalne poti NO v EC in modela za od NO odvisne signalizacije Ca2+ in posledične relaksacije/kontrakcije GMC, nato verificiramo po delih. Posamezne rezultate celostnega modela primerjamo z rezultati parcialnih modelov, po katerih smo povzeli določene dele našega celostnega modela, ali pa so nam služili kot referenca pri njegovi izgradnji. Na podlagi primerjav identificiramo ključni parameter, s katerim je moč ustrezno kalibrirati celostni model. Ta parameter je hitrostna konstanta eliminacije NO v GMC (kdno), ki ključno vpliva na koncentraciji NO in cGMP v GMC. Predlagamo velikostni red vrednosti te konstante, ki rezultira tipične fiziološke vrednosti koncentracij NO in cGMP v GMC. Predlagana vrednost te konstante omogoča veliko odzivnost sistema na velike spremembe koncentracij cGMP, tj. preko več velikostnih redov, hkrati pa majhno senzitivnost sistema. S celostnim modelom na koncu napovemo od strižne napetosti odvisen časovni razvoj sile pod vplivom fiziološke holinergične stimulacije.
Keywords: strižna napetost, dušikov oksid, ciklični gvanozin monofosfat, endotelij, gladke mišične celice, arterije, signalna pot, matematični model
Published in DKUM: 06.03.2019; Views: 1796; Downloads: 149
Full text (1,47 MB) |
3. Vplivi strižne napetosti toka krvi na endotelij karotideManja Sluga, 2017, master's thesis Abstract: V magistrskem delu najprej sistematično predstavimo poznane mehanizme zaznavanja strižne napetosti, njihov vpliv na endotelij karotide in drugih arterij ter vlogo poznanih mehanizmov na produkcijo dušikovega oksida (NO). Ključni mehanosenzorni kompleksi, ki se aktivirajo ob spremembah strižne napetosti in ki sprožajo različne signalne poti v endotelnih celicah, so ionski kanali, receptorji tirozin kinaze,
G-proteini, kaveole, adhezijski proteini, citoskelet, glikokaliks in primarne migetalke. Večjo pozornost v nalogi posvetimo tudi opisom mehanosenzornega kompleksa medceličnih stikov, ki mu je v zadnjem času pripisana vedno večja vloga pri mehanotransdukciji strižne napetosti in aktivaciji anti-aterosklerotičnih signalnih poti. V nadaljevanju obravnavamo matematični model, ki kot mehanotransduktorje vključuje ionske kanale, integrine in receptorje, povezane z G-proteini. Model ovrednotimo z namenom ugotavljanja njegove zmožnosti za reprodukcijo relevantnih izmerjenih podatkov produkcije NO. Ugotovitve primerjamo še z drugim modelom, ki upošteva vpliv zgolj dveh mehanoreceptorjev (integrinov in receptorjev, povezanih z G-proteini), toda podrobneje opisuje vplive kompleksa kalcij/kalmodulin (Ca2+/CaM), encima protein kinaza B (Akt) ter stresnega proteina (Hsp90) na aktivnost encima endotelijska sintaza dušikovega oksida (eNOS). Za razliko od prvega modela drugi ne vključuje inhibitornih vplivov encima protein kinaza C (PKC) in nukleotida cikličnega gvanozin monofosfata (cGMP) na aktivnost eNOS in kodacijo signala Ca2+. Modela sta skladna v tem, da v obeh primerih strižna napetost v endotelijski celici sproži produkcijo inozitol trifosfata (IP3), kar vodi do sproščanja Ca2+ iz znotrajceličnih shramb in do kodacije podobnih signalov Ca2+. V obeh modelih je odziv produkcije NO na strižno napetost dvofazen, pri čemer je za pojav druge faze bistvenega pomena
signalna pot, ki vključuje encima fosfoinozitid 3-kinazo (PI3K) in Akt. Oba encima imata ključno vlogo pri fosforilaciji encima eNOS, ki je potrebna za dosego njegove največje aktivnosti. Čeprav noben izmed modelov ni povsem popoln, pa vsak izmed njiju omogoča poglobljen in sistematičen vpogled v razumevanje kompleksnih biokemijskih procesov, ki jih lahko sproži strižna napetost v karotidi, in hkratno kvantitativno ovrednotenje pomembnosti posameznih signalnih poti in procesov.
Keywords: strižna napetost, endotelij, mehanotransdukcija, mehanosenzorni kompleks, dušikov oksid, matematični model
Published in DKUM: 23.02.2018; Views: 1972; Downloads: 176
Full text (1021,95 KB) |
4. Vpliv degradacije SIS strukture na prenos toplote pri pretoku vodnih raztopin surfaktantovMarjeta Dugonik, 2009, master's thesis Abstract: V magistrskem delu je raziskana možnost uporabe aditivov v praksi ter opisane kemijske in reološke značilnosti raztopin polimernih aditivov in kationskih surfaktantov pri pretoku skozi cevi v laminarnem in turbulentnem področju. Prav tako je analiziran vpliv aditivov na zmanjšanje trenja in prenosa toplote. V raziskavi so podani rezultati preračunov koeficienta trenja, Reynolds-ovega števila pri različnih pretokih in premerih cevi, padca tlaka na meter cevi, ter stopnje zmanjšanja trenja, ki se navezujejo na vodo in vodno raztopino surfaktanta. Za različne tipe prenosnikov toplote je analiziran vpliv spremembe koeficienta trenja na prenos toplote. Ugotovljeno je, da pri pretoku raztopine površinsko aktivnih aditivov oziroma surfaktantov v ceveh le ti v območju velikih strižnih sil tvorijo paličaste micele, ki se medsebojno povezujejo v medmolekulsko SIS strukturo, ki absorbira energijo turbulence in s tem vpliva na zmanjšanje trenja in prenos toplote. Rezultati teoretičnih izračunov se dobro ujemajo z raziskavami in eksperimenti avtorjev, ki so navedeni v literaturi magistrskega dela.
Keywords: surfaktanti, dinamika fluidov, koeficient trenja, zmanjšanje trenja, strižna napetost, prenos toplote
Published in DKUM: 17.12.2009; Views: 4612; Downloads: 265
Full text (3,33 MB) |
5. |
