梯度流体剪应力下细胞膜张力的数值模拟

作     者：曹淑婷 赵森 张笑 高颜 霍波 CAO Shuting;ZHAO Sen;ZHANG Xiao;GAO Yan;HUO Bo

作者机构：北京理工大学宇航学院北京100081 军事科学院系统工程研究院北京100091 首都体育学院体育人工智能研究院北京100191 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2024年第39卷第4期

页      面：600-606页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(12072034) 

主　　题：梯度平板流动腔 梯度流体剪应力 破骨前体细胞 膜张力 

摘      要：目的分析梯度流体剪应力(fluid shear stress,FSS)流场中细胞膜张力分布。方法构建梯度平板流动腔模型,采用流固耦合数值模拟方法,研究不同FSS梯度和幅值、不同静水压下细胞膜的膜张力分布。结果当流动腔入口流量增大时,FSS流场梯度呈正比例增大。梯度FSS流场下,细胞膜张力由贴壁侧向顶部呈先减小后增大的趋势。在正常人体血压下,静水压越大,细胞膜张力越大。当FSS幅值一定时,增加FSS梯度,细胞高、低FSS区域平均膜张力差值增大;当FSS梯度一定时,增加FSS幅值,细胞高、低FSS区域平均膜张力差值增大。结论梯度FSS流场会引起细胞膜张力的局部差异,其可能是破骨前体细胞在梯度流场中定向迁移的重要原因。