Исследование механических моделей биологических тканей

МОДЕЛИ

1. Экспоненциальный рост популяции (решение уравнения, график временной зависимости для численности).

2. Логистический рост (решение уравнения, график временной зависимости для численности, анализ устойчивости стационарных состояний).

3. Модель популяции с наименьшей критической численностью (график временной зависимости для численности, анализ устойчивости стационарных состояний).

4. Система линейных химических реакций (определение стационарных состояний, построение главных изоклин, фазового портрета и кинетических кривых).

5. Модель Лотки (модель химической реакции) (определение стационарных состояний, построение главных изоклин, фазового портрета и кинетических кривых).

6. Классическая модель Вольтерра «хищник-жертва» (определение стационарных состояний, построение главных изоклин, фазового портрета и кинетических кривых).

7. Модель отбора одного из равноправных (общая модель для двух видов и модель, учитывающая ограниченность в питательных ресурсах и быстрое их поглощение по сравнению с процессами репродукции) (определение стационарных состояний, построение главных изоклин, фазового портрета и кинетических кривых).

8. Модель конкуренции (с учетом внутривидовой конкуренции) (определение стационарных состояний, построение главных изоклин, фазового портрета и кинетических кривых).

9. Модель «хищник-жертва» (с учетом внутривидовой конкуренции) (определение стационарных состояний, построение главных изоклин, фазового портрета и кинетических кривых).

10. Модель биохимической регуляции белкового синтеза (генетический триггер Жакоба и Моно) (для m = 0 определение стационарных состояний, построение главных изоклин, фазового портрета и кинетических кривых)

11. Брюсселятор (определение стационарных состояний, определение типа устойчивости стационарных состояний в зависимости от значений параметров системы, вид фазового портрета в зависимости от значений параметров системы)

12. Модель гликолиза (упрощенная схема) (определение стационарных состояний, определение типа устойчивости стационарных состояний в зависимости от значений параметров системы, вид фазового портрета в зависимости от значений параметров системы).

13. Механические модели биологических тканей ( абсолютно упругого тела (модель Гука, модель вязкой жидкости (модель Ньютона), изучение трёхкомпонентной модели твёрдого биологического материала при умеренных нагрузках (Кельвина-Фойгта).

14. Математическая модель дисперсии импеданса тканей организма (основные понятия, моделирование, анализ, график, практическое применение).

15. Модель электрического поля диполя (основные понятия, моделирование, анализ, график, практическое применение).

Тема 1

Исследование механических моделей биологических тканей

Вопросы к занятию

1. Моделирование биологических процессов. Этапы моделирования.

2. Моделирование физическое, биологическое, аналоговое, математическое.

3. Основные требования, предъявляемые к моделям.

4. Что такое опорно-двигательный аппарат человека?

5. Какие виды рычагов имеются в составе опорно-двигательного аппарата? Ответ поясните рисунком.

6. Что такое биокинематическая цепь? Виды биокинематических цепей.

7. Какую роль в опорно-двигательном аппарате человека играют мышцы? Что такое степени свободы? Сколько степеней свободы имеет биокинематическая цепь (на примере).

8. Основные понятия реологии: деформация, виды деформации, механическое напряжение.

9. Модель Гука. Реологическое уравнение состояния модели.

10. Модель Ньютона. Реологическое уравнение состояния модели.

11. Модель Кельвина-Фойгта. Реологическое уравнение состояния модели.

12. Что такое механический гистерезис? Что характеризует площадь петли гистерезиса?

13. Механизм входа и выхода. Дыхательные сопротивления и их характеристики.

14. Что такое PV-диаграмма? Как определить по PV-диаграмме работу вдоха и вдоха (ответ поясните графиком).

15. Что такое оптимальная частота дыхания, чему она равна и почему?

16. Что такое рабочая характеристика дыхания и как она изменяется у больного с дыхательной недостаточностью?

17. Каковы причины возникновения дыхательной недостаточности при легочных заболеваниях?

Вопросы для самоконтроля

1. Основные понятия реологии: деформация, виды деформации, механическое напряжение.

2. Модель Гука. Реологическое уравнение состояния модели.

3. Модель Ньютона. Реологическое уравнение состояния модели.

4. Модель Кельвина-Фойгта. Реологическое уравнение состояния модели.

5. Что такое механический гистерезис? Что характеризует площадь петли гистерезиса?

Рекомендуемая литература

а) основная литература:

1. Курс физики: Учебник для вузов / А.Н. Ремизов, А.Я. Потапенко- 2-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2004.--720 с.: ил.

2. Волобуев А.Н. Курс физики и биофизики. Самара: ФГУП “Самарский Дом печати”, 2008.

б) дополнительная литература:

1. Рубин А.Б. Биофизика. М.: Высшая школа, 1999.—284с.

2. Волькенштейн М.В. Биофизика. М.: Наука, 1981. –312с.

3. Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по медицинской и биологической физике: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2001.

Тема 2