用晶格玻尔兹曼方法研究血液栓塞

随着我国社会经济的发展，城乡居民生活水平的提高，工作压力的增大以及社会人口老龄化进程的加快，心脑血管疾病已经严重影响着我国中老年人的生活质量和生命安全。而血液栓塞又占心脑血管疾病的一个比较大的比例。血液栓塞的致死、致残率相当高，尤其是肺动脉栓塞，不经医治的致死率仅次于肿瘤和心肌梗死。在本项目中，我们将把血细胞的表面分割为许多个三角形。流体用D3Q15晶格玻尔兹曼模型模拟，细胞的表面用曲线边界条件处理，作用在表面上的流体作用力用压力张量积分法在各三角形上计算，牛顿运动用二阶的半步蛙跳法计算。在细胞表面均匀地种植上Ligand。Receptor在血管壁和细胞表面上认为是均匀高密度分布。激活管壁上的Receptor产生血栓，让血栓流过心、脑和肺类型的血管从而产生栓塞，用脉动、推拿和按摩等物理方法通栓。从理论上研究血栓的形成机理及其外部环境、血管的栓塞机制以及血栓的溶解途径和栓塞打通的物理方法。

根据国内外研究工作的发展动态，按照项目计划书，课题组成员开展了大量认真、细致的研究工作，按计划完成了原定的研究内容。在研究的过程中改进了晶格玻尔兹曼方法中原有的动量交换法，使流体作用力的计算和压力张量积分法一样精确，但计算更为简单。研究了理想状态下和考虑摩擦力的情况下在各种血管中产生血栓的过程，发现细胞成拱是发生栓塞的关键，因此通栓过程就是把形成的拱破坏掉。研究了脉动流的通栓过程，发现脉动引起的回流能够破坏所成的拱，可以用来通栓。另外当血管有分叉时，由于另一支管可以流通，脉动引起的回流减弱，通栓能力下降。当脉动的频率增加，由于流体粘滞的作用以及细胞惯性的影响，通栓能力下降。引入中医推拿，发现推拿有一个最佳频率，在该频率下，血液流量达到最大。另外鉴于着纳米技术的发展，本项目还研究了DNA的展开，并用简单的物理模型对结果进行解析，也用晶格玻尔兹曼方法进行了电解液滴在平整和毛糙面上的电润湿的研究。