人体呼吸道内壁覆盖着一层细小的纤毛层。这些纤毛在纤周液体中不断摆动,推动其上方黏液层向喉部涌动,排出异物颗粒,形成人体呼吸道的重要防御体系- - 黏液纤毛清除系统。这一系统的失效常见于哮喘等慢性呼吸道疾病。增强纤毛运动的有效性,加速黏液传输是改善病情的根本方法。目前,人们对纤毛的运动机理并未完全了解。为此,本课题将对纤毛的超微结构进行建模,探索引导和控制纤毛摆动的动力蛋白活动规律,并将这一模型整合入流场。通过有限元、有限体积、以及流固耦合分析方法,研究在动力蛋白驱动下,纤毛与外围流体的相互作用。本课题将借此动力蛋白-纤毛-流体的综合模型,建立动力蛋白活动与黏液传输间的直接关系,分析正常和病理状态下,具有不同流变学性质的黏液层对纤毛运动的影响,并推测有利于改善黏液传输的动力蛋白活动规律。旨在于通过此基础性研究,增进人们对纤毛运动机理的认识,并为提高黏液纤毛清除系统传输功能提供方案。
英文主题词cilia;axonemal dynein;radial spoke;mucociliary clearance system;ultrastructure