細(xì)胞力學(xué)性質(zhì)的數(shù)學(xué)建模與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

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

2、粘附性。a、對楔形平板流動(dòng)腔構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,通過數(shù)值模擬的方法研究細(xì)胞硬度與細(xì)胞在楔形平板流動(dòng)腔內(nèi)移動(dòng)速度的對應(yīng)關(guān)系,得到由細(xì)胞移動(dòng)速度推算細(xì)胞硬度的分析方法；在實(shí)驗(yàn)研究中檢測出熱處理后的3T3細(xì)胞與未處理3T3細(xì)胞間移動(dòng)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(dòng)腔測量細(xì)胞移動(dòng)速度可以作為細(xì)胞硬度的一種測量手段。b、用平行平板流動(dòng)腔測量出細(xì)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(xì)胞與不同材料間的粘附力的差異。
　　 (2)構(gòu)建AFM力譜分析模型,并使用AFM測量細(xì)胞的局部力學(xué)性質(zhì)的連續(xù)變化。本論文構(gòu)建了計(jì)算細(xì)胞表面楊氏模量和黏附性的數(shù)學(xué)模型,先后運(yùn)用于未處理、經(jīng)溫?zé)崽幚砗?-羥色胺(5-HT)處理過的3T3細(xì)胞,深入研究力學(xué)信號傳遞對細(xì)胞力學(xué)特性的影響,并且探討細(xì)胞力學(xué)性質(zhì)的改變與細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化這兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系。表明:a、在連