پاورپوینت انتقال جرم مدلسازی سیستم های بیو لوژیکی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

جلسه چهاردهم
انتقال جرم
مدلسازی سيستم های بيو لوژيکی

اسلاید 2 :

انتقال جرم:

1- انتقال توسط يك سيال

2- نفوذ ( Diffusion )
مدلسازی سيستم های بيو لوژيکی

اسلاید 3 :

انتقال موادي مانند اكسيژن يا مواد داروئي ممكن است بوسيله جريان هاي زير انجام گيرد:

1- جريان خون در سيستم گردش خون
2- جريان هوا در سيستم تنفسي
3- جريان مواد غذائي و عصاره هاي هاضمه در سيستم گوارش
4- جريان اوره در كليه ها و دستگاه دفع ادرار

1- انتقال توسط يك سيال:

اسلاید 4 :

نفوذ مواد از جداره رگها ( كه خون را از بافتها و يا هوا در ريه ها جدا مي كند) مي تواند به روشهاي زير انجام گيرد:

1- نفوذ پسيو: بستگي به ميزان (اختلاف) تمركز ماده در دو طرف غشا دارد.( قانون اول Fick)
2- نفوذ اكتيو: در آن انرژي ذرات احتمالاً با عث حركت آنها در جهتي خلاف جهت نفوذ پسيو مي گردد.

2- نفوذ ( Diffusion )

اسلاید 5 :

3- نفوذ پسيو يونها، بنيانها و يا الكتروليت: در اين مورد خاصيت الكتريكي غشا نيز در ميزان جريان موثر است.
4- اسمزي: حلال در جهتي از دانسيته كمتر محلول به سمت دانسيته بيشتر محلول از غشا عبور مي كند.
5- pressure-included flow: اختلاف فشار باعث عبور جريان از غشا مولكولهائي مي شود كه كوچكتر از دهانه هاي غشا است.
نفوذ (ادامه)

اسلاید 6 :

1- مواد نشان دهنده (Indicator Substance):
- مواد رنگي، محلول نمك
2- مواد داروئي:
- تزريق در عضله يا رگ، تنفس، چكاندن
- نفوذ از طريق پوست
روشهاي مورد استفاده براي مطالعه و اندازه گيري حركت مواد مختلف در بدن :
3- مواد طبيعي (Natural substance)
- مانند: اكسيژن، پروتئين، سديم و .
4- رديابهاي راديو اكتيو (Radioactive tracers)
5- انرژي گرمايي (Heat energy)
- قابل انتقال توسط هوا ، جريان خون و يا نفوذ در بافتها

اسلاید 7 :

نفوذ: معادلات و مدل
(قانون اول Fick)
فرضيات:
1- محلول غير الكتروليت است.(مواد بدون بار هستند.)
2- نفوذ را در يك بعد در نظر مي گيريم.
دانسيته ماده در حلال
فلوي مجموع
فلوي عبوري محلول از واحد سطح
ضريب نفوذ
عمق نفوذ

اسلاید 8 :

معادله فلوي عبوري محلول از واحد سطح:
ناشي از حركت كل محلول
ناشي از نفوذ

اسلاید 9 :

انتقال جرم: ( ادامه)
كه مشابه با رابطه الكتريكي
روبه رو است.

اسلاید 10 :

كه فرمول K از رابطه مقابل به دست مي آيد:
انتقال جرم: ( ادامه)

اسلاید 11 :

سيستم ديفيوژن دو قسمتي:

اسلاید 12 :

فرضيات ساده سازي:
1- سيستم را مي توان به اجزا مخلوط كننده (Mixing) كه در آن خون و موادي كه توسط آن حمل مي شود بخوبي مخلوط مي شوند، و تاخير تقسيم نمود.
2- حركت خون بين اجزا مختلف در يك جهت، ثابت و يكنواخت (nonpulsatile) است.
3- فلوي موادي كه توسط خون حمل مي شوند خيلي كوچكتر از فلوي خون است.
4- ماده با خون واكنش شيميائي نمي دهد.
5- تمام اجزا خون با سرعت يكسان حركت مي كنند.

اسلاید 13 :

مدل رياضي براي انتقال جرم توسط سيال:

اسلاید 17 :

انتقال جرم توسط جريان سيال(ادامه)
پاسخ به دست آمده از شكل موج داده شده نسبت به خروجي مطلوب تفاوت زيادي دارد،
بنابراين از مدل كاملتري ( مدل دوم ) استفاده مي كنيم:

اسلاید 18 :

تمرين- تمرين- تمرين
مدل دوم:

اسلاید 19 :

Pathway of Blood Flow through the heart

اسلاید 20 :

Pulmonary
Circulation
Systemic Circulation
مدلسازی سيستم های بيو لوژيکی