细胞的应力松弛特性研究
发布时间：2021-05-25 20:15
细胞是生物体的基本组成单位,也是复杂的力学系统。在细胞的生命历程中,机械力和三维微环境在不停地对细胞产生刺激和影响,与此同时细胞通过改变自己的行为从而展现出独特的力学响应。作为细胞的本质属性,粘弹性决定了力和环境诱导的细胞变形程度,进而影响其结构和功能。对于细胞生理活动中的粘弹特性变化开展研究不仅有助于探索细胞生物学行为的内在机制,还有望给医学诊疗领域的细胞鉴别、药物评估、癌症检测等工作带来新的思路。作为粘弹性材料的固有力学行为,蠕变和应力松弛是同一物理现象的不同表现。本文以不同种类和状态的细胞为研究对象,抓住其应力松弛特性进行研究。具体内容及结果如下:（1）基于膜理论和细胞压痕实验分别构建了球形细胞力学模型和半椭球细胞力学模型,并通过对两种宏观球体（乳胶球和PVC球）进行压痕试验获得了材料参数,验证了理论模型的适用性。（2）利用基于稳态蠕变理论推导出的应力松弛模型对不同细胞的应力松弛曲线进行了拟合,验证了模型对于表征细胞应力松弛行为的适用性。（3）通过对比应力松弛特性参数的差异,分析了细胞不同行为的内在机理,展示出一种鉴别细胞种类和状态的新思路。（4）采用Abaqus构建了细胞压痕及...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 细胞实验技术
1.2.2 细胞力学模型
1.3 本文主要研究内容
2 基于膜理论的细胞压痕力学模型
2.1 建模背景
2.2 球形细胞力学模型
2.3 半椭球细胞力学模型
2.4 实验模拟
2.4.1 材料与设备
2.4.2 试验过程
2.4.3 结果与讨论
2.5 本章小结
3 细胞的应力松弛特性研究
3.1 常用应力松弛模型
3.1.1 广义麦克斯韦模型
3.1.2 标准线性固体模型
3.1.3 准线性粘弹模型
3.2 基于稳态蠕变的应力松弛模型
3.3 应力松弛曲线的转化与拟合
3.4 结果与讨论
3.5 本章小结
4 细胞应力松弛特性的有限元分析
4.1 Abaqus建模
4.1.1 模型假设
4.1.2 建模过程
4.1.3 仿真结果
4.2 不同参数对细胞应力松弛特性的影响
4.2.1 基底刚度
4.2.2 压头半径
4.2.3 细胞参数
4.3 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新
5.3 展望
参考文献
附录A:细胞压痕力学模型求解
附录B:规划求解拟合基于稳态蠕变的应力松弛模型
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光镊技术的血红细胞膜剪切模量测量[J]. 刘佳琪,祝连庆,曲兴华,张帆,董明利. 仪器仪表学报. 2019(07)
[2]橡胶Mooney-Rivlin超弹性本构模型的参数特性研究[J]. 张良,李忠华,马新强. 噪声与振动控制. 2018(S2)
[3]基于AFM的细胞弹性及黏弹性研究[J]. 李密,刘连庆,席宁,王越超. 中国科学:生命科学. 2017(06)
[4]ITO石英晶体电极上不同内皮细胞浓度的粘弹性研究及药物作用评估[J]. 鲍冬芹,潘炜松,谭成方,沈海波,周铁安. 激光生物学报. 2017(03)
[5]青萝卜应力松弛特性研究[J]. 孙伟奇,王晓丽,韩佳璘. 科技致富向导. 2014(26)
[6]细胞三维模型的有限元分析[J]. 程琴,邓林红. 贵州农业科学. 2009(06)
[7]大鼠肺微血管内皮细胞培养及其粘弹性研究[J]. 李发琪,杨瑞芳,黄岂平,秦健,蔡绍皙,吴云鹏. 生物医学工程学杂志. 2002(01)
[8]肝癌细胞粘弹性的实验研究[J]. 张钢,龙勉,吴泽志. 解放军医学杂志. 2001(03)
[9]微管吸吮和半无限体模型在鼠成骨细胞粘弹性研究中的应用[J]. 徐晋斌,樊学军,张火圣,吴文周,杨桂通. 生物物理学报. 1998(02)
博士论文
[1]基于纳米探针技术的NSCLC细胞表面形貌和力学特性研究[D]. 栗亚.哈尔滨工业大学 2013
[2]细胞力学建模及其力学特性的表征[D]. 谭又华.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]基于高等压电技术及其与荧光显微镜联用的内皮细胞力学研究[D]. 鲍冬芹.湖南农业大学 2017
[2]基于纳米镊子的细胞粘弹性测试方法研究[D]. 王浩.哈尔滨工业大学 2014
[3]宫颈癌细胞表面形貌与力学特性的研究[D]. 王玉姣.哈尔滨工业大学 2014
[4]基于AFM的癌细胞力学建模及实验研究[D]. 王奎.哈尔滨工业大学 2013
[5]AFM球形针尖的制作及癌细胞力学特性的实验研究[D]. 吴志超.哈尔滨工业大学 2011
[6]癌细胞纳米力学性能测试方法的研究[D]. 于淼.哈尔滨工业大学 2010
[7]正常及骨关节炎软骨细胞力学特性研究[D]. 张全有.太原理工大学 2006
本文编号：3205942
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 细胞实验技术
1.2.2 细胞力学模型
1.3 本文主要研究内容
2 基于膜理论的细胞压痕力学模型
2.1 建模背景
2.2 球形细胞力学模型
2.3 半椭球细胞力学模型
2.4 实验模拟
2.4.1 材料与设备
2.4.2 试验过程
2.4.3 结果与讨论
2.5 本章小结
3 细胞的应力松弛特性研究
3.1 常用应力松弛模型
3.1.1 广义麦克斯韦模型
3.1.2 标准线性固体模型
3.1.3 准线性粘弹模型
3.2 基于稳态蠕变的应力松弛模型
3.3 应力松弛曲线的转化与拟合
3.4 结果与讨论
3.5 本章小结
4 细胞应力松弛特性的有限元分析
4.1 Abaqus建模
4.1.1 模型假设
4.1.2 建模过程
4.1.3 仿真结果
4.2 不同参数对细胞应力松弛特性的影响
4.2.1 基底刚度
4.2.2 压头半径
4.2.3 细胞参数
4.3 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新
5.3 展望
参考文献
附录A:细胞压痕力学模型求解
附录B:规划求解拟合基于稳态蠕变的应力松弛模型
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光镊技术的血红细胞膜剪切模量测量[J]. 刘佳琪,祝连庆,曲兴华,张帆,董明利. 仪器仪表学报. 2019(07)
[2]橡胶Mooney-Rivlin超弹性本构模型的参数特性研究[J]. 张良,李忠华,马新强. 噪声与振动控制. 2018(S2)
[3]基于AFM的细胞弹性及黏弹性研究[J]. 李密,刘连庆,席宁,王越超. 中国科学:生命科学. 2017(06)
[4]ITO石英晶体电极上不同内皮细胞浓度的粘弹性研究及药物作用评估[J]. 鲍冬芹,潘炜松,谭成方,沈海波,周铁安. 激光生物学报. 2017(03)
[5]青萝卜应力松弛特性研究[J]. 孙伟奇,王晓丽,韩佳璘. 科技致富向导. 2014(26)
[6]细胞三维模型的有限元分析[J]. 程琴,邓林红. 贵州农业科学. 2009(06)
[7]大鼠肺微血管内皮细胞培养及其粘弹性研究[J]. 李发琪,杨瑞芳,黄岂平,秦健,蔡绍皙,吴云鹏. 生物医学工程学杂志. 2002(01)
[8]肝癌细胞粘弹性的实验研究[J]. 张钢,龙勉,吴泽志. 解放军医学杂志. 2001(03)
[9]微管吸吮和半无限体模型在鼠成骨细胞粘弹性研究中的应用[J]. 徐晋斌,樊学军,张火圣,吴文周,杨桂通. 生物物理学报. 1998(02)
博士论文
[1]基于纳米探针技术的NSCLC细胞表面形貌和力学特性研究[D]. 栗亚.哈尔滨工业大学 2013
[2]细胞力学建模及其力学特性的表征[D]. 谭又华.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]基于高等压电技术及其与荧光显微镜联用的内皮细胞力学研究[D]. 鲍冬芹.湖南农业大学 2017
[2]基于纳米镊子的细胞粘弹性测试方法研究[D]. 王浩.哈尔滨工业大学 2014
[3]宫颈癌细胞表面形貌与力学特性的研究[D]. 王玉姣.哈尔滨工业大学 2014
[4]基于AFM的癌细胞力学建模及实验研究[D]. 王奎.哈尔滨工业大学 2013
[5]AFM球形针尖的制作及癌细胞力学特性的实验研究[D]. 吴志超.哈尔滨工业大学 2011
[6]癌细胞纳米力学性能测试方法的研究[D]. 于淼.哈尔滨工业大学 2010
[7]正常及骨关节炎软骨细胞力学特性研究[D]. 张全有.太原理工大学 2006
本文编号：3205942
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3205942.html
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