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分子刚度对膜锚定受体-配体结合动力学影响的理论与模拟研究
1
作者
钟楚晗
徐光魁
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2021年第10期1091-1102,共12页
人体内大部分生物学过程都离不开细胞黏附.细胞黏附行为主要由锚定于细胞膜上的特异性分子(又称受体和配体)的结合动力学关系来决定.已有研究表明,特异性分子的结合关系受外力及细胞膜波动等多种因素影响.然而,特异性分子刚度对细胞膜...
人体内大部分生物学过程都离不开细胞黏附.细胞黏附行为主要由锚定于细胞膜上的特异性分子(又称受体和配体)的结合动力学关系来决定.已有研究表明,特异性分子的结合关系受外力及细胞膜波动等多种因素影响.然而,特异性分子刚度对细胞膜锚定受体-配体结合关系的影响机制仍不清楚.近期关于新冠病毒强传染力的研究表明,特异性黏附分子刚度对病毒与细胞结合具有重要影响.该文通过建立生物膜黏附的粗粒度模型,借助分子模拟和理论分析来研究分子刚度在黏附中的作用.结果表明,始终存在一个最佳膜间距及最佳分子刚度值,使得黏附分子亲和力和结合动力学参数达到最大值.这项研究不仅能加深人们对细胞黏附的认知,还有助于指导药物设计、疫苗研发等.
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关键词
分子刚度
亲和力
结合动力学
膜间距
细胞黏附
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职称材料
气流作用下气道组织变形的流固耦合研究
被引量：
1
2
作者
秦源
陈茜
+2 位作者
魏东
任晓勇
徐光魁
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期472-481,共10页
悬雍垂腭咽成形术(UPPP)是一种治疗阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的常规外科手术,然而由于手术作用机制仍不清楚,手术成功率较低.现有的研究大多忽略了患者上气道的具体形态以及呼吸作用下气道软组织的弹性变形,不足以有效指导手术治疗.文章...
悬雍垂腭咽成形术(UPPP)是一种治疗阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的常规外科手术,然而由于手术作用机制仍不清楚,手术成功率较低.现有的研究大多忽略了患者上气道的具体形态以及呼吸作用下气道软组织的弹性变形,不足以有效指导手术治疗.文章基于OSA患者在术前、术后的CT扫描图像,构建了精确的三维上气道模型,通过双向流固耦合(FSI)计算,模拟研究了呼吸作用下上气道软组织的弹性变形和气道内气流流动情况.比较手术成功案例和失败案例中OSA患者上气道的流速、压力分布及气道弹性变形情况,从气道流体流动状态和气道软组织变形的角度解释了OSA的发生原因与手术作用机制.结果表明,最小横截面积尺寸并不是UPPP手术成功与否的决定性因素,成功的手术应当是减轻气道壁负压力程度、降低气道进出口之间的压降.此外,使用双向FSI方法,文章进一步构建了简化的人体二维软腭模型,探究了软腭弹性模量对吸气过程的影响,发现当软腭的弹性模量在0.5~1.5 MPa的范围内时,刚度更小的软腭会改善流场的流动情况,但也更易发生变形塌陷.文章所发展的流固模型为个性化预测手术效果提供了研究工具.
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关键词
上气道
阻塞性睡眠呼吸暂停
双向流固耦合
压降
数值模拟
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职称材料
基于Hamilton体系的功能梯度矩形板自由振动问题的解析解
3
作者
张继超
钟心雨
+3 位作者
陈一鸣
石越卿
郭程洁
李锐
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第9期1157-1171,共15页
对于功能梯度矩形板的自由振动问题,寻求既满足高阶偏微分控制方程又满足各种非Lévy型边界条件的振型函数十分困难,这使得利用传统方法难以解析求解该类问题.该文拓展了近年来发展的基于Hamilton体系的辛叠加方法,将其成功应用于...
对于功能梯度矩形板的自由振动问题,寻求既满足高阶偏微分控制方程又满足各种非Lévy型边界条件的振型函数十分困难,这使得利用传统方法难以解析求解该类问题.该文拓展了近年来发展的基于Hamilton体系的辛叠加方法,将其成功应用于功能梯度矩形板自由振动问题的解析求解.求解方案将原问题拆分成子问题,并引入物理中性面消除了由于横向材料不均匀产生的拉弯耦合效应,采用在传统Lagrange体系中无法使用的分离变量、辛本征展开等数学方法对子问题进行求解,最后通过叠加获得了原问题的解答.辛叠加方法的优点是不需要事先假定解的形式,克服了传统半逆解法的限制,能够获得更多复杂问题的解析解.将该方法的求解结果与数值解进行对比,证明了其正确性,并在此基础上进行了定量的参数分析,研究了不同边界条件、材料分布和长宽比对板固有频率的影响.
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关键词
功能梯度板
自由振动
HAMILTON体系
解析解
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职称材料
题名
分子刚度对膜锚定受体-配体结合动力学影响的理论与模拟研究
1
作者
钟楚晗
徐光魁
机构
西安交通大学航天航空学院多尺度力学-医学交叉实验室
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2021年第10期1091-1102,共12页
基金
国家自然科学基金(12072252)。
文摘
人体内大部分生物学过程都离不开细胞黏附.细胞黏附行为主要由锚定于细胞膜上的特异性分子(又称受体和配体)的结合动力学关系来决定.已有研究表明,特异性分子的结合关系受外力及细胞膜波动等多种因素影响.然而,特异性分子刚度对细胞膜锚定受体-配体结合关系的影响机制仍不清楚.近期关于新冠病毒强传染力的研究表明,特异性黏附分子刚度对病毒与细胞结合具有重要影响.该文通过建立生物膜黏附的粗粒度模型,借助分子模拟和理论分析来研究分子刚度在黏附中的作用.结果表明,始终存在一个最佳膜间距及最佳分子刚度值,使得黏附分子亲和力和结合动力学参数达到最大值.这项研究不仅能加深人们对细胞黏附的认知,还有助于指导药物设计、疫苗研发等.
关键词
分子刚度
亲和力
结合动力学
膜间距
细胞黏附
Keywords
molecular stiffness
binding affinity
binding kinetics
membrane spacing
cell adhesion
分类号
O34 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
气流作用下气道组织变形的流固耦合研究
被引量：
1
2
作者
秦源
陈茜
魏东
任晓勇
徐光魁
机构
西安交通大学航天航空学院多尺度力学-医学交叉实验室
西安交通大学
第二附属医院耳鼻咽喉头颈外科
空气动
力学
国家重点
实验室
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期472-481,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(12072252,11972361)。
文摘
悬雍垂腭咽成形术(UPPP)是一种治疗阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的常规外科手术,然而由于手术作用机制仍不清楚,手术成功率较低.现有的研究大多忽略了患者上气道的具体形态以及呼吸作用下气道软组织的弹性变形,不足以有效指导手术治疗.文章基于OSA患者在术前、术后的CT扫描图像,构建了精确的三维上气道模型,通过双向流固耦合(FSI)计算,模拟研究了呼吸作用下上气道软组织的弹性变形和气道内气流流动情况.比较手术成功案例和失败案例中OSA患者上气道的流速、压力分布及气道弹性变形情况,从气道流体流动状态和气道软组织变形的角度解释了OSA的发生原因与手术作用机制.结果表明,最小横截面积尺寸并不是UPPP手术成功与否的决定性因素,成功的手术应当是减轻气道壁负压力程度、降低气道进出口之间的压降.此外,使用双向FSI方法,文章进一步构建了简化的人体二维软腭模型,探究了软腭弹性模量对吸气过程的影响,发现当软腭的弹性模量在0.5~1.5 MPa的范围内时,刚度更小的软腭会改善流场的流动情况,但也更易发生变形塌陷.文章所发展的流固模型为个性化预测手术效果提供了研究工具.
关键词
上气道
阻塞性睡眠呼吸暂停
双向流固耦合
压降
数值模拟
Keywords
upper airway
obstructive sleep apnea
bi-directional fluid-solid interactions
pressure drop
numerical simulations
分类号
O39 [理学—工程力学]
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职称材料
题名
基于Hamilton体系的功能梯度矩形板自由振动问题的解析解
3
作者
张继超
钟心雨
陈一鸣
石越卿
郭程洁
李锐
机构
大连理工
大学
力学
与
航空
航天
学院
工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点
实验室
西安交通大学航天航空学院多尺度力学-医学交叉实验室
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第9期1157-1171,共15页
基金
国家自然科学基金(12372067,12022209,11972103)。
文摘
对于功能梯度矩形板的自由振动问题,寻求既满足高阶偏微分控制方程又满足各种非Lévy型边界条件的振型函数十分困难,这使得利用传统方法难以解析求解该类问题.该文拓展了近年来发展的基于Hamilton体系的辛叠加方法,将其成功应用于功能梯度矩形板自由振动问题的解析求解.求解方案将原问题拆分成子问题,并引入物理中性面消除了由于横向材料不均匀产生的拉弯耦合效应,采用在传统Lagrange体系中无法使用的分离变量、辛本征展开等数学方法对子问题进行求解,最后通过叠加获得了原问题的解答.辛叠加方法的优点是不需要事先假定解的形式,克服了传统半逆解法的限制,能够获得更多复杂问题的解析解.将该方法的求解结果与数值解进行对比,证明了其正确性,并在此基础上进行了定量的参数分析,研究了不同边界条件、材料分布和长宽比对板固有频率的影响.
关键词
功能梯度板
自由振动
HAMILTON体系
解析解
Keywords
functionally graded plate
free vibration
Hamiltonian system
analytical solution
分类号
O302 [理学—力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
分子刚度对膜锚定受体-配体结合动力学影响的理论与模拟研究
钟楚晗
徐光魁
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2021
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
气流作用下气道组织变形的流固耦合研究
秦源
陈茜
魏东
任晓勇
徐光魁
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于Hamilton体系的功能梯度矩形板自由振动问题的解析解
张继超
钟心雨
陈一鸣
石越卿
郭程洁
李锐
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
已选择
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