کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7177373 1467024 2018 28 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Rolling adhesion of cell in shear flow: A theoretical model
ترجمه فارسی عنوان
چسبندگی رول در سلول در جریان برشی: یک مدل نظری
کلمات کلیدی
مکانیک سلولی، چسبندگی سلولی، هیسترزیس چسبندگی بی ثباتی، نرخ برش،
ترجمه چکیده
چسبندگی بین سلول ها و دیواره رگ خونی نقش مهمی در بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی مانند پاسخ ایمنی و متاستاز سرطان دارد. بر خلاف فرآیندهای چسبندگی دیگر که در محدوده نسبتا محبوس رخ می دهند، سلول های عروق خونی در معرض تاثیرات هیدرودینامیکی از جریان خون قرار می گیرند. درک پاسخ جنبشی سلول ها به جریان خون کمک می کند تا نور را در فرایند های زیست شناختی مرتبط رها کنیم. در این مقاله، یک مدل نظری برای نشان دادن رفتار جنبشی سلولی در جریان برشی بوسیله معادله چسبندگی سلولی، که توسط واکنش گیرنده لیگاند به وسیله واکنش گیرنده لیگاند، به عنوان تعامل سطحی متصل به سرعت در ترکیب با سینتیک نورد هدف - شی. نتایج ما نشان می دهد که حالت پایدار سلول بستگی به میزان برش جریان دارد. در یک جریان با نرخ برشی نسبتا کم، سلول در نهایت روی دیواره رگ باقی می ماند. اگر میزان برش به اندازه کافی بالا باشد، سلول با سرعت ثابت بر روی دیوار نورد می شود. در یک جریان با سرعت برشی متوسط، سلول با توجه به وضعیت اولیه خود، با سرعت ثابت بر روی دیواره می ایستد یا رول می دهد. این پیش بینی ها توسط شبیه سازی های مونت کارلو مورد تایید قرار گرفته و همچنین با پدیده "بی ثباتی" سلول نورد همراه است که در ادبیات گزارش شده است. یافته های ما نه تنها بر روی مکانیسم غلظت چسبندگی سلول ها در دیواره رگ، بلکه همچنین در طراحی سیستم های بیومدیک مانند حامل های میکروسکوپی برای تحویل دارو در گردش خون کاربرد بالقوه ای دارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
چسبندگی رول در سلول در جریان برشی: یک مدل نظری
چکیده انگلیسی
Adhesion between cells and blood vessel wall plays an essential role in many biological processes such as immune response and cancer metastasis. Unlike the other adhesion processes taking place in relatively quiescent milieu, cells in blood vessel tend to be subjected to hydrodynamic impact from the blood flow. Understanding the kinetic response of cells to the blood flow helps in shedding light on the related biological processes. In this paper, a theoretical model is established to depict the kinetic behavior of a cell in shear flow by equating cell adhesion, which is mediated by ligand-receptor reactions, as speed-dependent inter-surface interaction in combination with the kinetics of a rolling object. Our results indicate that the steady state of the cell depends on the shear rate of the flow. In a flow with relatively low shear rate, the cell would finally rest on the vessel wall. If the shear rate is sufficiently high, the cell would be rolling at a steady speed on the wall. In a flow with intermediate shear rate, the cell would either rest or roll at a steady speed on the vessel, depending on its initial status. These predictions are verified by Monte Carlo simulations and are also consistent with the 'bistability' phenomenon of the rolling cell as reported in literature. Our findings not only shed light on the mechanics of adhesive rolling of cells on vessel wall but also have potential applications in the design of biomedical systems such as microscopic carriers for drug delivery in blood circulation.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of the Mechanics and Physics of Solids - Volume 119, October 2018, Pages 369-381
نویسندگان
, , , , ,