Отзыв официального оппонента доктора физ.-мат.наук В.В.Cмолянинова (1103671)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ОТЗЫВОфициального оппонента Смолянинова В.В.на диссертационную работуКалягиной Надежды Вячеславовны«Математическая модель осморегуляции объема эритроцитас учетом механических характеристик мембраны»,представленной на соискание ученой степени кандидатафизико-математических наукпо специальности 03.01.02 – «Биофизика»Изучение роли механических свойств мембраны эритроцита в регуляцииобъема при его осмотическом набухании актуально в связи с развитием современных медицинских технологий, основанных на использовании эритроцитов вкачестве безопасных и эффективных носителей многих фармакологических препаратов, а также при проектировании и создании искусственных насосов крови.В работе методами математического моделирования решены задачи:– исследование упругого деформирования мембраны эритроцита как безмоментной тонкостенной оболочки с возможностью больших перемещений идеформаций под действием осмотического давления (безмоментная модель);– исследование регуляции объема эритроцита с учетом механических характеристик мембраны и исследование зависимости от них обменных процессов(трансмембранный транспорт ионов и воды);– расчет процесса деформирования локального дефекта типа поры в растянутой под действием осмотического давления мембране эритроцита с учетомзависимости диаметра поры от поверхностного натяжения, механических характеристик липидного бислоя и геометрических параметров структурных элементов мембраны.Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, основных результатов и выводов, двух приложений и списка литературы.Во введении обоснованы актуальность работы, ее цель и задачи, научнаяновизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.В первой главе приведены результаты экспериментальных исследованиймеханических свойств мембраны эритроцита, полностью характеризующих еедеформирование: жесткость при сдвиге − µ, при изгибе − D, при растяжении − К,в том числе механические свойства мембран эритроцитов при некоторых патологиях.Автором дан обзор теоретических работ, касающихся применения нелинейной теории тонких оболочек, в которой учтены изгибные эффекты и показано, что изгибная модель численно неустойчива при больших деформациях и натяжениях из-за малой жесткости при изгибе.

Поэтому, для исследования осмотического набухания эритроцита в диссертации предлагается использовать безмоментную модель деформирования мембраны, в которой оболочка будет воспринимать нагрузку только за счет натяжения.В работе представлены известные математические модели регуляции объема эритроцита, контролируемого многоуровневой системой насосов и каналов.1Однако в существующих моделях не учитывается упругость мембраны эритроцита и увеличение ее проницаемости за счет гемолитических пор.В целом изложенный материал хорошо аргументирует необходимость иактуальность запланированных исследований.Во второй главе обоснованы алгоритмы расчета параметров напряженнодеформированного состояния мембраны эритроцита как безмоментной оболочки; разработан метод определения начальных условий для нелинейных уравнений, описывающих деформирование безмоментной оболочки, основанный наметоде Ньютона.В третьей главе разработана математическая модель упругого деформирования мембраны эритроцита под действием осмотического давления, основанная на нелинейной безмоментной теории тонкостенных оболочек с учетомбольших деформаций и перемещений.

Дана оценка воздействия изгибных эффектов на деформирование мембраны эритроцита. Показано, что безмоментнаямодель позволяет вычислять параметры деформирования мембраны эритроцитапри значениях осмотического давления более 0.3 Па. Для области деформирования с увеличением площади поверхности предложена система уравнений безмоментной модели, определяющая два типа деформации – сдвиг и растяжение.Получены оценки границ осмотического давления, в пределах которых безмоментная модель адекватна объекту исследования. Разработанная система дифференциальных уравнений модели также позволяет построить зависимость объема эритроцита от давления для случаев, когда значения механических характеристик мембраны отличны от нормы.

Разработанная в диссертации комплекснаяматематическая модель регуляции объема эритроцита с учетом влияния упругих свойств мембраны на обменные процессы позволяет вычислять кинетикитранспорта ионов, изменения объема эритроцита и трансмембранной разностипотенциалов. Условия выполненных в работе численных экспериментов заданыв соответствии с двумя опытами, в которых объем эритроцитов увеличивалсяпосле обработки их амфотерицином В, а также при снижении осмотичностивнешней среды. Результаты вычислений хорошо согласуются с экспериментальными результатами опытов, приведенных в литературе. Показано, что при деформировании эритроцита с сохранением постоянства площади его поверхности (при увеличении объема на 70%) упругие свойства мембраны (малая сдвиговая жесткость) не оказывают влияния на пассивный транспорт ионов и воды.Дальнейшее осмотическое набухание, сопровождаемое увеличением площадиповерхности, определяется жесткостью при растяжении мембраны.

Высокоезначение жесткости при растяжении, свойственное мембране эритроцита, является ограничивающим фактором для изменения объема за счет снижения потокаводы, поступающей в эритроцит.Предложенный в работе метод расчета процесса деформирования локального дефекта типа поры в липидном бислое мембраны эритроцита позволяетисследовать зависимость диаметра поры от поверхностного натяжения, механических характеристик липидного бислоя и геометрических параметров структурных элементов мембраны. Показано, что диаметр поры Dn обусловлен размерами ячейки спектриновой сети: чем больше размер ячейки, тем диаметр поры больше. Сделан вывод, что повышение величины жесткости при сдвиге ли2пидного бислоя, вплоть до 0.1 мН/м, не влияет на величину Dn. Увеличение поверхностного натяжения липидного бислоя снижает величину Dn. Результатырасчетов Dn с хорошей точностью совпали с экспериментальными значениямидиаметров пор, полученных в ряде работ.При общей высокой оценке диссертационной работы имеется ряд замечаний:1.

В работе подробно рассмотрены алгоритмы расчета параметров напряженнодеформированного состояния мембраны эритроцита, однако не описан методинтегрирования системы дифференциальных уравнений в математической модели регуляции объема эритроцита (раздел 3.4.1).2. При вычислении кинетик изменений объема и концентраций ионов К+, Na+,Cl- при увеличении проницаемости мембраны эритроцита за счет дефектов типапор (Приложении В, рисунок В 2) проведено сопоставление с литературнымиданными только кинетики изменения объема, что не дает полной оценки точности выполненного моделирования.Приведенные замечания носят рекомендательный характер, не затрагивающий сути работы, выводов и результатов и не снижают общей положительной оценки работы.Достоверность результатов численного моделирования по предложеннымматематическим моделям подтверждена хорошим согласованием результатоврасчета с экспериментальными данными ряда опубликованных работ.Диссертация Калягиной Н.В.

может быть квалифицирована как законченная работа, в которой успешно решены все поставленные задачи. Результаты работы доложены на нескольких конференциях и семинарах и представлены в семи научных публикациях. Сделанные автором выводы обоснованы, достоверны,и соответствуют поставленным цели и задачам.Автореферат и публикации в полной мере отражают содержание выполненной диссертационной работы. Представленная работа Калягиной Н.В. посвоей актуальности, научной новизне и значимости полученных результатовотвечает всем требованиям ВАК, предъявляемым к кандидатским диссертациям,а ее автор – Калягина Н.В. заслуживает присуждения ученой степени кандидатафизико-математических наук по специальности 03.01.02 – «Биофизика».3.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации