細胞力學性質的數(shù)學建模與實驗研究.pdf

1、細胞力學是細胞工程學和組織工程學的基礎,是近幾年來生物力學領域中發(fā)展迅速的一個前沿課題。細胞力學特性深深影響著細胞與組織的生長、維持和重建等生命活動,是細胞研究課題的一個重要因素。因此,細胞力學性質的研究是一項很有意義的工作。
　　 本文主要使用兩種不同的技術(流動腔技術和原子力顯微鏡(AFM)技術),來探討細胞的力學性質。因此,本文研究工作分兩部分:
　　 (1)使用楔形平板流動腔和平行平板流動腔,分別測量細胞的硬度和

2、粘附性。a、對楔形平板流動腔構建數(shù)學模型,通過數(shù)值模擬的方法研究細胞硬度與細胞在楔形平板流動腔內移動速度的對應關系,得到由細胞移動速度推算細胞硬度的分析方法；在實驗研究中檢測出熱處理后的3T3細胞與未處理3T3細胞間移動速度的變化,并由此推算出熱處理使硬度下降了約36％。這表明用楔形平板流動腔測量細胞移動速度可以作為細胞硬度的一種測量手段。b、用平行平板流動腔測量出細胞與光潔玻璃、PLL和PHBV三種基底材料間的臨界剪切力分別為0.03

3、9 N／m2、0.057 N／m2以及0.063 N／m2,較好的揭示了細胞與不同材料間的粘附力的差異。
　　 (2)構建AFM力譜分析模型,并使用AFM測量細胞的局部力學性質的連續(xù)變化。本論文構建了計算細胞表面楊氏模量和黏附性的數(shù)學模型,先后運用于未處理、經(jīng)溫熱處理和5-羥色胺(5-HT)處理過的3T3細胞,深入研究力學信號傳遞對細胞力學特性的影響,并且探討細胞力學性質的改變與細胞結構的變化這兩者之間的內在聯(lián)系。表明:a、在連