循環器系工学 第2回 人の循環器系 (血液循環) 国士館大学 理工学部 岸本 健 循環器系 循環器 工学 ● 循環 – – 運搬 血液 リンパ 地球規模の循環と、血液循環 ● 資源循環 修理 ● アナロジー 血液:栄養、酸素、酵素・ホル モン 凝固 循環器 工学 血管系 昆虫の血管と気管 肺の血管は省略 人の動脈 人の静脈 循環器 工学 循環器の構成 心臓 肝臓 腎臓 肺臓 組織 心臓 循環器 工学 血液の成分 6 3 赤血球 個/mm 4 〜 6×10 96% ヘモグロビン 固形成分 (細胞成分)白血球 好中球、好酸球、好アルカリ球 3% リンパ球。免疫(抗体) 3 を作る。2×10 5 血液 血小板 個/mm 寿命は10 日。 無機物 ミネラル1% と水 血漿 (液体成分) 1% ファブリノゲンとともに血 91% pH調整 液凝固 有機物 血漿タンパク 7% 循環器 工学 血液の作用 血漿タンパク フィブリノゲン 血液凝固の線維素 アルブミン アミノ酸の供給源 ● 血清グロブミン αβγの3種。免疫グロブミ ンと 呼ばれる抗体 血液凝固 Caイオン 組織因子 血小板 血小板 プロトロンビン トロンボプラスチン フィブリノゲン トロンビン フィブリン フィブリン 循環器 工学 人の心臓 ● 心臓疾患 – – – ● 心臓細胞 – – – ● 弁膜症 心不全 心筋梗塞 肥大 非再生 非増加 臓器移植 少ない 血圧コントロールが必要 – 循環器 工学 血液循環 循環器 工学 血管の種類 (その1) 道路網を考える ● 動脈 – – – – – – 男 5L/min,女 4L/min 弾性血管。厚肉管 壁は厚い平滑筋 心臓の突出脈動を平滑化する。 末梢動脈は交感神経によって収縮・弛緩 末梢動脈は抵抗血管 循環器 工学 血管の種類 (その2) 道路網を考える ● 静脈 – – – – 容量血管。薄肉管 全血液の70%が静脈。コンプライアンス(伸展性) 流動圧が低いため、静脈弁が存在。 壁は薄い平滑筋 循環器 工学 血管の種類 (その3) 道路網を考える ● 毛細血管 – – – 壁は一枚の内膜細胞。周細胞 面積でいうと最大の臓器 4500m 内膜 ● ● ● ● 2 血液透過 血管新生 凝固の調節 生理活性物質(NO, エンドセリン、プロスタグランジン) 生産 循環器 工学 血管の構造(動脈) 内腔 内皮 内膜 中膜 外膜 銅芯線 PE(PPP)絶縁部 フォイル シールド 網シールド ケーブル ジャケット 単芯シールドケーブ ル 循環器 工学 血管の構造(静脈) 内腔 弁 内皮 内膜 中膜 外膜 循環器 工学 血管の構造(毛細血管) 循環器 工学 ● 合成ゴム製 – – – – ● 人工血管 メンブラン入り (材料力学) タンパク拒否症状が出易い(生化学) 耐久性3〜4年 (生体内材料学) 血液凝固 (流体力学) 乾燥臓器製 – – – – 動物血管など冷凍乾燥したもの (動物学) タンパク拒否なし 弾力性に問題 自己組織化 循環器 工学 血管のまとめ 動脈、静脈、毛細血管 ● 毛細血管の機能は重要 ● 全ての血管の内壁は内膜一枚 ● 静脈には弁がある。 ● 血管は3層構造 ● 動脈は弾性血管 ● 内膜は生理物質の機能交換膜 ● 循環器 工学 ● 課題 平均的な人間の血流について次の問に答えよ。 – – – – – – – – 一人の血液量は? 出血により生命維持が出来なくなる出血量は? 血液のpHは 血液の塩分濃度は 血液が固まるメカニズムに、水分は必要か、空気は 必要か 脈一回の心臓の血液吐出量は 動脈血圧の最高と最低はそれぞれいくらか 血液が運搬するものは何か5つ以上掲げよ
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