Computational systems mechanobiology of wound healing

دستیابی به بازسازی کامل پوست بعد از زخم به دلیل فقدان درک پایه ای از درگیری های هماهنگ در میان انواع سلول ها، شبکه های سیگنالینگ سلولی پیچیده و حلقه های بازخورد مکانیکی که در فضا و زمان در طی بهبودی در حال تکامل است، باقی می ماند. در اینجا یک چارچوب محاسباتی جدید برای شبیه سازی بهبود زخم ها که دانش را از مکانیک پیوندی، رشد و بازسازی و شبکه های نظارتی زیست شناسی سیستم به ارمغان می آورد، نشان می دهد. در مقیاس بافت ما یک میدان جابجایی را در نظر می گیریم که تعادل حرکتی خطی را به دست می دهد و زمینه های پیوسته برای سلول ها و غلظت سیگنال های شیمیایی است که مطابق معادلات واکنش-انتشار است. در مقیاس سلولی مجموعه ای از معادلات دیفرانسیل معمولی، پویایی بازسازی را توصیف می کند. سهم عمده ما مدلسازی و شبیه سازی اتصال میدان های سلولی و شیمیایی به مکانیک سطح بافت از طریق تغییرات محلی در تراز فیبر، پراکندگی، محتوای کلاژن، تغییر مکان دائمی، تغییر شکل الاستیک و انقباض فعال است. از لحاظ عددی، معادلات سازنده برای بازسازی در نقاط انتگرال حل می شود در حالی که جابجایی و میدان های بیولوژیک با یکدیگر با یک فرمول نهایی حل می شوند. روش ارائه شده در اینجا در اتصال مکانیک کاربردی و سیستم های زیست شناسی، دو میدان هیجان انگیز است که به رویکرد یکدیگر ادامه می دهند، زیرا ما می خواهیم از اصول پایه تطبیق مکانیکی در مواد زنده با کمک شبیه سازی های کامپیوتری استفاده کنیم.