Комплексное математическое моделирование кровотока в микрососуде с анастомозом

В рамках сотрудничества по разработке новых подходов к лечению и профилактике посттравматических эффектов от оперативного вмешательства в работу сердечно-сосудистой системы нами было проведено комплексное математическое моделирование кровотока в микрососуде с анастомозом. Смоделированная картина соответствует следующей ситуации. Гладкая мускулатура артериального русла до шва иннервирована и управляется ЦНС в такт сокращениям сердечной мышцы [1]. Сокращения гладкой мускулатуры осуществляются перистальтическим образом так, что бегущая волна сокращения мышечных волокон вдоль сосуда увеличивает сосудистый просвет так, чтобы снизить его гидродинамическое сопротивление.

Инициированная непрерывно возобновляемая волна мышечного сокращения сообщает кровотоку дополнительную механическую энергию, позволяющую ему преодолевать общее сопротивление как в крупных сосудах, так и на уровне микроциркуляции. Так реализуется механизм периферического сердца, снижающий нагрузку на сердечную мышцу и стабилизирующий кровоток [2].

Гладкая мускулатура кровеносного сосуда после шва денервирована и не управляется ЦНС, что разрушает механизм периферического сердца вниз по течению после этого сечения. Это повышает нагрузку на сердечную мышцу, увеличивает гидродинамическое сопротивление системы, приводит к возникновению неустойчивости кровотока с развитием хаотичных колебаний стенки и турбулентному вихреобразованию в пульсирующем потоке крови [3].

Интенсивное вихреобразование вниз по течению за сечением шва приводит к интенсивному перемешиванию крови и реализации повышенного уровня сдвиговых напряжений, что негативно влияет на естественную картину агрегации эритроцитов при их движении по кровеносному руслу, создает условия для их преждевременной деградации и разрушения [4].

Литература

  1. С.Е.Корнелик, А.М.Бубенчиков. Современные математические представления сердечно-сосудистой системы. Учебное пособие. – Томск: Изд-во Том. Ун-та, 2001, 108 стр.
  2. С.Е.Корнелик, А.М.Бубенчиков. Вычислительная гемодинамика. Учебное пособие. – Томск: Изд-во Том. Ун-та, 2003, 412 стр.
  3. С.Е.Корнелик, М.А.Бубенчиков, А.Н.Гришин. О пульсирующем течении жидкости в эластичном канале. Вестник Томского государственного университета. Бюллетень оперативной научной информации «Вычислительная гидромеханика». 2006. № 81. Июль, с. 37-49.
  4. С.Е.Корнелик, Е.К.Борзенко, А.Н.Гришин, М.А.Бубенчиков. Исследование процессов образования и разрушения монетных столбиков эритроцитов в канале с локальным расширением. Вычислительные технологии. 2006. Том № 11, № 4, с. 80-96.