粘度變化影響血管內皮細胞功能的微尺度力學機制研究

《粘度變化影響血管內皮細胞功能的微尺度力學機制研究》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院,由趙蓮擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

  • 中文名:粘度變化影響血管內皮細胞功能的微尺度力學機制研究
  • 項目類別:面上項目
  • 項目負責人:趙蓮
  • 依託單位:中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院
中文摘要,結題摘要,

中文摘要

血液粘度對維持微血管功能至關重要,其具體機制尚不清。本項目在完成國家自然科學基金青年科學基金項目基礎上,擬從血管內皮細胞(EC)/血漿/紅細胞活體生物功能界面的微尺度力學機制研究入手,探討粘度變化對EC功能的影響。建立體外EC、紅細胞與液體介質相互作用的體系,將粘度作為物理微環境,研究其變化是否直接影響EC的微尺度力學特性和結構。基於微流控技術建立微流道層流剪下體系,觀察剪下速率變化條件下,不同粘度對EC中Integrin、細胞骨架、胞內Ca2+、NO和ET-1等的影響,探討微循環中粘度和剪下速率對EC功能的影響及其聯合效應。同時,在整體動物層次上套用機制研究的結果,利用失血性休克或血液稀釋動物模型,探討血液與血漿粘度變化對微循環和大循環的影響及其機制。本研究將有助於揭示微循環中血管/血液/血流體系中的微尺度力學機制,為心腦血管疾病、糖尿病和休克等的發生、發展和治療提供新的理念。

結題摘要

本課題基於粘度變化影響血管內皮細胞功能這一出發點展開研究。首先,建立了細胞與液體介質的相互作用體系,並著重就粘度的改變對紅細胞流變學特性的影響進行體內外研究;其次,建立數學模型,模擬細胞與液體介質的相互作用,從細胞水平觀察血液粘度改變引起的剪應力變化對血管內壓力降、流速、靜流層寬度及壁面剪應力等的影響,從理論上明確粘度調節微循環的作用;第三,建立原子力顯微鏡、微流控體系等不同細胞力學特性檢測方法,明確剪應力對細胞的微尺度力學特性的影響;最後,研究了不同基底圖案引起的力學改變對內皮細胞功能的影響。本課題完成了從方法學研究到生物學檢測的一系列工作,從數學模擬、體外檢測、細胞水平、動物水平等不同角度對粘度變化影響細胞功能這一科學問題進行了深入系統的研究,對於闡述“粘度變化影響血管內皮細胞功能的微尺度力學機制研究”具有重要意義。

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