亚历山大·a·斯派特的博客

本构关系，二维vs三维。细胞膜建模的出发点是二维空间中的本构关系。重要的是直接在二维空间中建立相应的方程，而不是像壳理论那样把它们看作三维关系的渐近极限。直接的二维关系的主要原因是三维连续体方法不适用于厚度在单个分子尺寸数量级上的膜。

最近，我收到剑桥大学出版社发来的信息，内容是关于即将出版的生物力学导论，从细胞到有机体。C.罗斯·埃塞尔和克雷格·a·西蒙兹著。我订了一份试卷，看了一遍，发现很有意思。它涵盖了细胞生物力学、血液动力学、循环系统、眼生物力学、肌肉和运动以及骨骼生物力学。每个部分都有相当数量的问题。我仔细检查了细胞生物力学部分，这是我研究和教学兴趣的主要领域之一，并喜欢阅读它。细胞力学在其与细胞结构和生物学的相互关系中呈现(有细胞及其组成部分的漂亮图像用于教学)。探讨了细胞探测的主要技术，如微移液管抽吸、原子力显微镜、光镊和磁细胞术。还介绍了细胞骨架的模型(张拉强度、泡沫)。数学仅限于线性方程，一维或轴对称问题，但它似乎适合入门级。 In addition, some results of computational (finite element) modeling are also included. I certainly expect that this textbook will be quite useful in my teaching. The web sitehttp://www.cambridge.org/us/catalogue/catalogue.asp?isbn=9780521841122有更多关于这本书的细节。

前段时间(12-19-06)，丹尼尔伊莎贝发表了一篇关于通过磁扭细胞术获得的细胞力学反应的有趣评论。虽然评论是关于头部角位移的非线性，但更广泛的问题是头部力矩/角度关系如何充分代表复杂的细胞力学。在全细胞水平上有不同的肌动蛋白束。

在他对我们11月28日发表的评论的有趣回应中，王宁关注的是附着部位产生的局部力的传递。我们同意，这是一个重要的问题，我们的理解信号传递给细胞核。问题不仅在于力传递的范围，而且在于这种力的大小，因为细胞核比细胞骨架要硬好几倍。

机械生物学的本质可能是机械因素和生物化学因素之间的相互关系。这种现象的一个令人兴奋的例子是与细胞和细胞外基质(EM)之间相互作用相关的信号。虽然已知在细胞和EM接触区域启动了一些纯粹的生化途径，但也有一些有趣的想法，即机械力，应力和应变也可能参与其中。这种观点可以追溯到90年代Donald Ingber小组的工作，他们展示了对整个粘附区域和单个整合素的扰动是如何导致细胞核变形的。有趣的是，约翰霍普金斯大学的一位杰出的肿瘤学家唐纳德·科菲(Donald Coffey)在同一时间发表了类似的实验结果，他还证明了观察到的细胞骨架/细胞核相互作用在肿瘤细胞中是不同的。有几个独立的拼图已经解决:机械力在局灶粘连产生，细胞骨架参与，细胞核变形，基因表达变化作为粘连扰动的结果，然而，相互关联的机械和生化因素的全貌尚未被理解。我们最近在生物力学工程杂志上发表了一些关于这个主题的研究结果(Jean et al.， 2004和2005)。我很高兴从这个网站的一些参与者那里发现了对同样问题的兴趣(例如，N. Wang, Z. Suo，细胞中力的长距离传播，2005和P.R. LeDuc和R.M. Bellin，纳米尺度细胞内组织和功能架构介导细胞行为，2006)。机械转导的这一方面对于力学以外的许多领域都很重要，如癌症、伤口愈合、细胞粘附和运动、表面微和纳米图案的影响等。