细胞生物流体力学实验及实验相关系统研究

摘要

本文围绕着国家自然科学基金重点项目及博士后基金等相关项目：血液流动与内皮细胞相互作用；并根据我室的主要研究领域：细胞工程、组织工程等展开了工作。 研究工作充分的利用电学完善的理论和现代电子信息计算机技术先进的方法和手段，侧重在细胞生物流体力学实验及实验相关系统方面进行了深入的探讨。 主要研究内容可分为三部分：内皮细胞流体切应力作用实验及实验系统(流室、泵)、流室流体切应力作用过程电现象探讨和细胞显微图像采集系统及分析。主要内容和结果是： 1.在总结和实验的基础上，深入探讨了流体切应力对内皮细胞形态、功能等的影响。2.对内皮细胞体外流体仿真实验流室(FlowChamber)的流态进行了理论分析，特别是对入口及脉动流等进行了较为深入的研究。3.在理论分析和总结前人工作的基础上，创造性的设计并制作了新型流室，实验证明了其优越性。4.针对体外流体实验仿真的要求，利用计算机、步进电机、蠕动泵头，设计、研制并首次成功的实现了可产生任意流体波形的泵。为生物医学和工业应用提供了新手段。5.理论探讨了液体介质和生物微观的电现象。6.为切应力作用内皮细胞过程的电测(和电作用)设计制作了专门的流室系统。7.首次检测到了切应力作用内皮细胞过程中流室的“流动电势”。8.流室流动电势的发现和分析，开拓了内皮细胞流体切应力作用过程电测分析的新方法和新思路。9.创建了实时动态计算机显微图像采集分析系统。10.理论探讨了小波图像分析方法，并利用二次样条小波对细胞图像边缘进行检测，与相关方法比较具有优越性。

目录

文摘

英文文摘

第一部分内皮细胞流体力学实验系统

1.1细胞生物力学

1.1.1血液、红细胞、白细胞、内皮细胞生物力学

1.1.2切应力对内皮细胞的影响

1.2流室(Flow Chamber)

1.2.1几种常见流室

1.2.2流室的理论分析

1.2.3流室的设计

1.3任意波形脉动泵

1.3.1设计的目的、意义

1.3.2设计思想

1.3.3系统构成

1.3.4改进系统

第二部分流室流体切应力作用过程电现象

2.1生物微观电性质

2.2液体介质的电现象

2.2.1质点表面的电荷

2.2.2双电层模型

2.2.3电动电位

2.2.4聚沉与质点间作用能

2.3细胞电泳

2.4血细胞与血管壁的电作用

2.5内皮细胞剪切流场作用过程电现象

2.5.1实验条件、方法及测量

2.5.2实验现象及结果

2.5.3分析、讨论

第三部分细胞显微图像检测分析

3.1计算机显微图像采集系统

3.1.1显微图像采集系统组成

3.1.2显微图像采集系统功能与用途

3.2小波变换细胞图像处理

3.2.1图像分割和边缘提取

3.2.2小波变换

3.2.3二次样条小波细胞图像边缘检测

其它相关研究工作小结与工作展望

参考文献

致谢

博士生期间发表的学术论文，专著

博士后期间发表的学术论文，专著