肺细胞外基质的粘弹性二维网络模型

摘要

细胞外基质（ECM）包含大部分肺实质组织，并且是肺机械性质的重要贡献者。肺组织是具有复杂ECM基质结构和组成的生物活性支架试管婴儿方案，其为周围细胞提供物理支持。几乎所有的呼吸病理学都会导致ECM的结构和组成发生变化;然而，这些变化对组织机械性能的影响尚不清楚。在这项研究中，开发了一种新的网络模型，以结合肺组织ECM成分如胶原蛋白，弹性蛋白和蛋白多糖（PGs）的组合效应，并用于模拟实验得出的组织对单轴载荷的长度-张力响应。通过将胶原弹性的影响建模为具有应变的指数函数，并与弹性蛋白的线性弹性响应相一致，网络模型's机械响应与文献中的实验应力-应变曲线相匹配。此外试管案例，通过结合弹簧仪表盘粘弹性元件来表示PGs，还模拟了滞后响应。最后，通过选择性地减少不同ECM成分的体积分数，我们能够深入了解它们对大规模组织机械响应的相对机械贡献。

关键词：细胞外基质;肺;网络模型;粘弹性。