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Estudo da Formação da Camada de Plasma em Microcanais

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Apresentação em tema: "Estudo da Formação da Camada de Plasma em Microcanais"— Transcrição da apresentação:

1 Estudo da Formação da Camada de Plasma em Microcanais
Bolsa de Integração na Investigação (BII) CEFT/BII/2009/01 Realizado por: Cátia Fidalgo Orientado por: Rui Lima Co-orientado por: Ricardo Dias Porto, Dezembro 2010

2 Sumário O Sangue Materiais e Métodos
Software para o Estudo da Camada de Plasma Procedimento Experimental Resultados Experimentais Análise e Discussão dos Resultados Conclusões Trabalhos Futuros

3 O Sangue Constituição: Comportamento: - Glóbulos Vermelhos
- Glóbulos Brancos - Plaquetas Sanguíneas - Plasma Sanguíneo Comportamento: - Fluido Newtoniano (plasma) - Fluido Não Newtoniano

4 Glóbulos Vermelhos Hemácias ou Eritrócitos;
Forma de disco bicôncavo com 8 m de diâmetro; Constituídos por globulina e hemoglobina; Transportam o oxigénio e dióxido de carbono; Capacidade de deformação; Hematócrito : percentagem ocupada pelos glóbulos vermelhos no volume total de sangue.

5 Plasma Sanguíneo Porção líquida ou não celular do sangue;
Constituído por 90% de água e o restante por diversas substâncias em suspensão; Transporta substâncias dissolvidas como nutrientes, medicamentos e produtos sólidos; Permite a troca dos seus componentes com o líquido intersticial;

6 Viscosidade Sanguínea
Depende da percentagem de hematócrito e das proteínas plasmáticas; Quanto maior o hematócrito, maior a viscosidade; Efeito Fahraeus-Lindqvist nos pequenos vasos a viscosidade tem muito menos efeitos em relação aos grandes vasos; Lima et al., Single and two-Phase Flows on Chemical and Biomedical Engineering, 2010.

7 Escoamento Sanguíneo Varia bastante ao longo do sistema circulatório;
Durante o repouso o escoamento é pequeno mas aumenta com o trabalho; Existem dois tipos: escoamento laminar e turbulento; O sangue tem um comportamento laminar; Lima et al., Single and two-Phase Flows on Chemical and Biomedical Engineering, 2010.

8 Principal Objectivo Determinar a Espessura da Camada de Plasma (ECP) em microcanais in vitro para diferentes hematócritos. Espessura da Camada de Plasma na PC Parede de Cima (PC) Glóbulo Vermelho (GV) Parede de Baixo (PB)

9 Materiais e Métodos Materiais utilizados:
Sangue com diferentes hematócritos (35%, 24%, 15%, 9% e 2%); Capilares de vidro borosilicato aprox. 100m; Dextran 40 (Dx 40); Etilenodiamino tetra-acético (EDTA); Soro fisiológico; Lima et al., Confocal micro-PIV measurements of three-dimensional profiles of cell suspension flow in a square microchannel;, MST

10 Materiais e Métodos Preparação do sangue:
Recolha de um paciente saudável e colocação de EDTA para não coagular; Centrifugação para separar os componentes (glóbulos vermelhos e brancos e plasma); Lavagem com soro fisiológico através da centrifugação e obtém-se as amostras com os hematócritos pretendidos; Usar Dextran 40 para evitar a sedimentação das células e armazenar a 4ºC; Lima et al., Confocal micro-PIV measurements of three-dimensional profiles of cell suspension flow in a square microchannel;, MST

11 Materiais e Métodos Aquisição de Imagens:
Microscópio invertido onde foi colocado o microcanal; Com uma bomba seringa foi inserido o fluido com caudal constante; Combinado um laser de forma a excitar os glóbulos vermelhos; Obtenção das imagens para analisar. Lima et al., Confocal micro-PIV measurements of three-dimensional profiles of cell suspension flow in a square microchannel;, MST

12 Software para o Estudo da Camada de Plasma
Phantom; Image J: “Z-Project”; “Brightness/Contrast”; “Find Edges”; “Binary”; “MTrackJ”;

13 Image J “Z-Project” Intensidade Média; Intensidade Máxima;
Intensidade Mínima; Soma; Desvio-padrão; Imagem Inicial Intensidade Máxima Intensidade Mínima

14 Image J “Find Edges” “Binary” Intensidade Máxima Intensidade Máxima

15 Image J “MTrackJ” Trajectória Glóbulos Vermelhos
Imagens do “Z-Project”

16 Procedimento Experimental
Trajectória dos Glóbulos Vermelhos (GVs)

17 Procedimento Experimental
Trajectória dos Glóbulos Vermelhos (GVs)

18 Procedimento Experimental
Imagens do “Z-Project” Imagem Inicial (15% Hct) Intensidade Máxima “Find Edges” “MTrackJ”

19 Procedimento Experimental
Imagens do “Z-Project” Imagem Inicial (15% Hct) Intensidade Mínima “Find Edges” “MTrackJ”

20 Resultados Experimentais
35% Hematócrito (m) Intensidade Máxima “Tracking” Média Total PC 7,0714 PB 6,4552 9,5192 7,9872 Média ECP 6,7633 8,1412 Espessura da Camada de Plasma na PC Parede de Cima (PC) Glóbulo Vermelho (GV) Parede de Baixo (PB)

21 Resultados Experimentais
24% Hematócrito (m) Intensidade Máxima Intensidade Mínima “Tracking” Média Total PC 5,5931 12,9061 12,2468 10,2486 PB 5,2381 11,1271 11,3132 9,2262 Média ECP 5,4156 12,0166 11,7799 9,7374 15% Hematócrito (m) Intensidade Máxima Intensidade Mínima “Tracking” Média Total PC 8,2723 19,0988 19,2622 15,5444 PB 8,9379 14,3242 14,2 12,4873 Média ECP 8,6051 16,7115 16,7311 14,0159

22 Resultados Experimentais
9% Hematócrito (m) Intensidade Máxima Intensidade Mínima “Tracking” Média Total PC 10,0821 14,4449 12,2635 PB 10,5944 12,5025 20,95 14,6823 Média ECP 10,3382 13,4737 14,9206 2% Hematócrito (m) Intensidade Máxima Intensidade Mínima “Tracking” Média Total PC 14,5526 13,0462 13,7994 PB 13,0382 12,2426 26,45 17,2436 Média ECP 13,7954 12,6444 17,6299

23 Análise e Discussão dos Resultados
A espessura da camada de plasma aumenta com a diminuição do hematócrito.

24 Análise e Discussão dos Resultados
Maeda, Nobuji; Erythrocyte Rheology in Microcirculation; Japanese Journal of Physiology, 1996. Microcanais de PDMS 37% Hematócrito 23% 13% 3% Média (m) 7,561 9,283 11,190 22,80 Resultados in vivo Com o aumento do diâmetro do microcanal, verifica-se o aumento da espessura da camada de plasma. Resultados in vitro (100m e 75m)

25 Conclusões Os resultados experimentais sugerem que a trajectória dos GVs e a ECP são muito dependentes do hematócrito; Um aumento do hematócrito leva a uma diminuição da ECP, verificando-se o mesmo na literatura; Os resultados da ECP obtidos em microcanais de vidro são qualitativamente concordantes com os resultados de microcanais de PDMS e in vivo; Quantitativamente, os resultados da ECP in vitro são sempre superiores à ECP in vivo; Em relação aos métodos de análise de imagem usados, o que apresentou resultados mais satisfatórios foi o método de seguimento do GV ao longo das imagens (“Tracking”) e a opção de intensidade mínima no caso do método “Z-Project”;

26 Trabalhos Futuros Melhorar a qualidade das imagens obtidas;
Utilização de métodos automáticos ou semi-automáticos para evitar erros humanos associados à análise de imagem; Realização de ensaios com condições mais próximas do comportamento do sangue na microcirculação in vivo.

27 Estudo da Formação da Camada de Plasma em Microcanais
Obrigada pela atenção!! Porto, Dezembro 2010


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