基于有限元分析的球形单细胞及不规则真实细胞电穿孔动态过程仿真

发布时间：2017-12-26 03:22

  本文关键词：基于有限元分析的球形单细胞及不规则真实细胞电穿孔动态过程仿真　出处：《高电压技术》2016年08期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：为深入研究脉冲电场对细胞的作用机制,并进一步推广其在临床上的应用,基于有限元仿真软件建立了考虑胞内细胞器的单细胞五层介电模型,从2维和3维的角度研究分析了脉冲电场诱导细胞发生电穿孔的动态过程。同时,鉴于理论球形细胞与真实细胞结构的差异,建立不规则细胞介电模型,讨论分析脉冲电场作用于理论球形细胞与真实细胞电穿孔效应的差异。仿真结果表明:在1.5 k V/cm、10μs脉冲电场作用下,细胞膜上跨膜电位升高达到穿孔跨膜电位阈值(1 V)后发生穿孔,孔密度急增(达到1016数量级),电导率随着时间快速增加,从而进一步改变跨膜电位的分布,穿孔区域由正对电极的点逐渐往四周扩展,最终穿孔区域达到整个表面积的71.4%。而不规则细胞下的跨膜电位、电导率等分布较复杂,不再具有对称分布性,对于畸形度较大的细胞则必须考虑其形状的影响。仿真结果合理解释了脉冲作用下单细胞电穿孔的作用机制,为进一步分析复杂细胞系统提供理论依据,同时推进了脉冲电场的临床应用。
【作者单位】： 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室;
【基金】：国家创新研究群体基金(51321063) 国家自然科学基金(51477022) 重庆市杰出青年基金(cstc2014jcyjjq90001) 中央高校基本科研业务费(106112015CDJZR158804)~~
【分类号】：R594.8
【正文快照】： Simulation on the Process of Electroporation in Spherical Single-cell and Irregularly Shaped RealCells Based on Finite Elements AnalysisYAO Chenguo,LIU Hongmei,ZHAO Yajun,MI Yan,LüYanpeng,XU Jin(State Key Laboratory of Power Transmission EquipmentSyste，

本文编号：1335596