شبیه‌سازی عددی لایه‌مرزی غلظت لیپوپروتئین‌های کم‌چگال در یک شریان مستقیم و بررسی اثرات تنش برشی

Abstract

لیپوپروتئین‌های کم‌چگال (ال دی ال)، که به عنوان کلسترول بد شناخته می‌شوند، عامل اصلی شکل‌گیری عارضه تصلب شرایین به حساب می‌آیند. تجمع غیرطبیعی ال دی ال در دیواره شریان و در نتیجه تشکیل اکسید ال دی ال می‌تواند منجر به تصلب شریان گردد. از این‌رو در تحقیق حاضر، لایه‌مرزی غلظت ال دی ال در مجرای شریانی مستقیم به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم شامل معادلات پیوستگی، بقای مومنتوم و انتقال جرم ذرات ال دی ال در خون با استفاده از یکی از قدرتمندترین تکنیک‌های دینامیک سیالات محاسباتی موسوم به روش تصویر تحت شرایط مرزی مناسب حل گردیده است. نتایج در قالب پروفیل‌ها و کانتورهای غلظت ال دی ال، سرعت خون و تنش برشی دیواره شریان با جزییات به دست آمده و همخوانی خوبی با نتایج عددی و تحلیلی مطالعات پیشین دارد. تاثیر عواملی نظیر سرعت فیلتراسیون و تنش برشی دیواره بر غلظت سطحی ال دی ال و همچنین ضخامت لایه مرزی غلظت ال دی ال مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد افزایش سرعت مکش دیواره شریان (فشار خون بالا) و کاهش تنش برشی دیواره موجب افرایش غلظت سطحی ال دی ال می‌گردد. افزایش عدد رینولدز و عدد اشمیت جریان خون موجب کاهش ضخامت لایه مرزی شده و افزایش متوسط 7 درصدی در غلظت سطحی ال دی ال نسبت مقدار آن در جریان آزاد مشاهده می‌شود.