Упругость и релаксационные свойства ротовой жидкости

Автор: Рожков А.Н.

Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech

Статья в выпуске: 4 (94) т.25, 2021 года.

Бесплатный доступ

Исследование направлено на создание метода реологического тестирования упруговязких жидкостей, капли которых при растяжении формируют утончающиеся нити, т.е. проявляют свойство прядомости. Типичным представителем таких жидкостей является ротовая жидкость (или смешанная слюна). Среди прочего реологические особенности ротовой жидкости активно влияют на механизмы передачи инфекции воздушно-капельным путем. В данной работе ротовая жидкость исследовалась как с точки зрения участника процесса передачи инфекции, так и как модель для изучения реологии упруговязких жидкостей. В основе метода - видеозапись растяжения капли тестируемой жидкости между ножками пинцета и последующего самопроизвольного утончения сформированной капиллярной нити жидкости. Процесс управляется конкуренцией сил инерции, упругости, капиллярности. Путем анализа видеозаписи удается проследить вклад каждого фактора и в рамках реологического уравнения состояния (модели) Олдройда/Максвелла определить численные значения всех констант модели. Полученные реологические характеристики ротовой жидкости позволят теоретически моделировать процессы формирования капель ротовой жидкости при чихании, кашле, разговоре, а также процессы столкновения капель с защитными масками, фильтрами и другими препятствиями. В целом предложенный метод реологического тестирования применим для изучения широкого класса упруговязких жидкостей, в том числе и биологических. Среди последних - бронхиальная мокрота, синовиальная жидкость, жидкости репродуктивных функций и др. Метод отличает простота проведения опыта и использование элементарного оборудования.

Еще

Капля, ротовая жидкость, нить, утончение, реологический тест, время релаксации, модуль упругости

Короткий адрес: https://sciup.org/146282399

IDR: 146282399   |   DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2021.4.05

Список литературы Упругость и релаксационные свойства ротовой жидкости

  • Астарита Дж., Марруччи Дж. Основы гидромеханики неньютоновских жидкостей. - М.: Мир, 1978. - 309 с.
  • Базилевский А.В. Динамика горизонтальных нитей вязкоупругих жидкостей // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. - 2013. - № 1. - С. 111-124.
  • Базилевский А.В., Воронков С.И., Ентов В.М., Рожков А.Н. Ориентационные эффекты при распаде струй и нитей разбавленных растворов полимеров // Докл. АН СССР. - 1981. - Т. 257, № 2. -С. 336-339.
  • Базилевский А.В., Ентов В.М., Рожков А.Н. Распад жидкого мостика - метод реологического тестирования биологических жидкостей // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. - 2011. - № 4. -С. 119-129.
  • Базилевский А.В., Ентов В.М., Рожков А.Н. Распад мостика жидкости Олдройда - метод реологического тестирования полимерных растворов // Высокомолекуляр. соединения. Серия А. -2001. - Т. 43, № 7. - С. 1161-1172.
  • Базилевский А.В., Рожков А.Н. Динамика капиллярного распада мостиков упругих жидкостей // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. - 2015. - № 6. - С. 100-116.
  • Базилевский А.В., Рожков А.Н., Фаустова М.Е. Реологический контроль муколитической терапии у больных неспецифическими заболеваниями легких // Пульмонология. - 1992. - № 4. - С. 17-20.
  • Вапник В.Н. Восстановление зависимостей по эмпирическим данным. - М.: Наука, 1979. - 448 с.
  • Вязкость слюны. Studfiles. Файловый архив студентов. 1180 вузов, 3303 предметов. https://studfile.net/preview/3968816/page:7/.
  • Добрых В.А., Базилевский А.В., Рожков А.Н. Изучение вязкоупругих свойств содержимого дыхательных путей методом утончающейся нити // Лабораторное дело. - 1988. - № 7. - С. 26-27.
  • Ентов В.М., Рожков А.Н. Об упругих эффектах при течении растворов полимеров в каналах переменного сечения и пористой среде // Инж.-физ. журн. - 1985. - Т. 49, № 3. - С. 390-397.
  • Корнфельд М. Упругость и прочность жидкостей. - М.-Л.: Гос. изд-во техн.-теорет. лит., 1951. -108 с.
  • Медиана (статистика) [Электронный ресурс]. - URL: ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5% D0%B4%D0%B8%D0%B0%D0%BD%D0%B0_(%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1% 81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0) (дата обращения: 10.05.2021).
  • Определение вязкости слюны [Электронный ресурс]. - URL: studopedia.ru/15_119041_opredelenie-vyazkosti-slyuni.html (дата обращения: 10.05.2021).
  • Определение поверхностного натяжения слюны [Электронный ресурс]. - URL: studopedia.ru/15_119042_opredelenie-poverhnostnogo-natyazheniya-slyuni.html (дата обращения: 10.05.2021).
  • Петровский Б.В. (гл. ред.) Большая медицинская энциклопедия. В 30 т.; АМН СССР; гл. ред. Б.В. Петровский. 3-е изд. - М.: Сов. энциклопедия, 1984. - Т. 23. - 544 с.
  • Реометр растяжения Thermo Scientific HAAKE CaBER 1. Реолаб [Электронный ресурс]. - URL: reolab.ru/catalog/rheology/rheometers/CaBER_1_1487511084.html (дата обращения: 10.05.2021).
  • Рожков А.Н. Динамика и разрушение упруговязких жидкостей (обзор) // Известия РАН. МЖГ. -2005. - № 6. - С. 3-24.
  • Синовиальная жидкость [Электронный ресурс]. - URL: ru.wikipedia.org/wiki/Синовиальная_жидкость (дата обращения: 10.05.2021).
  • Цервикальный метод [Электронный ресурс]. - URL: ru.wikipedia.org/wiki/Цервикальный_метод (дата обращения: 10.05.2021).
  • Ярин А.Л. Теоретический анализ процесса интенсивного одноосного растяжения концентрированных полимерных систем с постояной скоростью движения захвата // Высокомолекуляр. соединения. Серия А. - 1988. - Т. 30, № 12. - С. 2492-2497.
  • Abkarian M., Stone H.A. Stretching and break-up of saliva filaments during speech: a route for pathogen aerosolization and its potential mitigation // Physical Review Fluids. - 2020. - Vol. 5 - P. 102301-1— 102301-10.
  • Bazilevsky A.V., Entov V.M., Rozhkov A.N. Liquid filament microrheometer and some of its applications // Oliver D.R. (ed.). Third European Rheology Conference and Golden Jubilee Meeting of the British Society of Rheology. - Dordrecht: Springer, 1990. - P. 41-43.
  • Bazilevsky A.V., Kornev K.G., Rozhkov A.N., Neimark A.V. Spontaneous absorption of viscous and viscoelastic fluids by capillaries and porous substrates // Journal of Colloid and Interface Science. - 2003. -Vol. 262, no. 1. - P. 16-24.
  • Bird R.B., Armstrong R.C., Hassager O. Dynamics of polymeric liquids. - New York, 1987.
  • Davis S.S. The rheological properties of saliva // Rheol. Acta. - 1971. - Vol. 10, no. 1. - P. 28-35.
  • Haward S.J., Odell J.A., Berry M., Hall T. Extensional rheology of human saliva // Rheol. Acta. - 2011. -Vol. 50. - P. 869-879.
  • Hinch E.J. Mechanical model of dilute polymer solutions in strong flows // Physics of Fluids. - 1977. -Vol. 20, part 2. - P. 22-30.
  • Holterman H.J. On the rheology of human saliva and its substitutes. Ph.D. Thesis. - Netherlands: University of Twente, 1989. - 113 p.
  • Marshall K.A., Liedtke A.M., Todt A.H., Walker T.W. Extensional rheometry with a handheld mobile device // Experiments in Fluids. - 2017. - Vol. 58, no. 6. - P. 69.
  • Mellema J., Holterman H.J., s-Gravenmade E.J., Waterman H.A., Blom C. Rheology of human saliva and saliva substitutes // Oliver D.R. (ed.). Third European Rheology Conference and Golden Jubilee Meeting of the British Society of Rheology. - Dordrecht: Springer, 1990. - P. 352-354.
  • Rozhkov A.N., Prunet-Foch B., Vignes-Adler M. Breakup of a drop on collision with an obstacle // Физическое и математическое моделирование процессов в геосредах: c6. материалов Шестой междунар. научн. конф.-школы молодых ученых, 21-23 октября 2020, - М., 2020. - P. 27-29.
  • Rozhkov A., Prunet-Foch B., Vignes-Adler M. Star-like breakup of polymeric drops in electrical field // Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. - 2015. - Vol. 226. - P. 46-59.
  • Seller P.C., Dowson D., Wright V. The rheology of synovial fluid // Rheol. Acta. - 1971. - Vol. 10, no. 1. -P. 2-7.
  • Villermaux E., Bossa B. Drop fragmentation on impact // J. Fluid Mech. - 2011. - Vol. 668. - P. 412-435.
  • Wagner C. E., McKinley G.H. Age-dependent capillary thinning dynamics of physically-associated salivary mucin networks // Journal of Rheology. - 2017. - Vol. 61. - P. 1309-1326.
  • Wagner C., McKinley G.H., Bourouiba L. An analytic solution for capillary thinning and breakup of FENE-P fluids // Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. - 2015. - Vol. 218. - P. 53-61.
  • Zussman E., Yarin A.L., Nagler R.M. Age- and flow- dependency of salivary viscoelasticity // Journal of Dental Research. - 2007. - Vol. 86. - P. 281- 285.
  • Бабш 1.Л., Платонова О.М. Ошгашзащя муколгшчно! терапи при гострих обструктивних бронхггах у датей // Буковин. мед. вюник. - 2007. - Т. 11, № 1. - С. 5-7.
  • Платонова О.М. Реолопчш якосп мокротиння та особливосп переб^у гострого обструктивного бронхпу у дней // Клшчна та експериментальна патолопя. - 2007. - Т. 6, № 1. - С. 84-86.
Еще
Статья научная