细胞膜力学性能对电穿孔影响的仿真研究

作     者：米彦 吴晓 徐进 郑伟 马驰 Mi Yan;Wu Xiao;Xu Jin;Zheng Wei;Ma Chi

作者机构：输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)重庆400030 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2022年第37卷第17期

页      面：4326-4334,4400页

核心收录：

学科分类：071011[理学-生物物理学] 0710[理学-生物学] 0808[工学-电气工程] 080803[工学-高电压与绝缘技术] 07[理学] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(52077022,51477022) “111”引智项目(BP0820005)资助 

主　　题：力学性能 电穿孔 机电耦合 应变能 微孔能量 

摘      要：为探究细胞膜的力学性能对电穿孔的影响,该文将细胞膜视为一种超弹性材料,在COMSOL中建立细胞膜上局部单个微孔的机电耦合模型,分析细胞膜弹性应变能对微孔形成的影响,并比较了细胞膜弹性模量不同时微孔形成过程的差异。结果表明,细胞膜的应变能一方面增大了从疏水孔向亲水孔转变时的越过能垒,并且膜弹性模量越大,越过能垒越大,且二者线性相关;另一方面,应变能的增加使微孔稳定,阻止微孔无限扩大,稳定尺寸与细胞膜力学性能和跨膜电位有关。该文通过仿真揭示了细胞膜的力学性能在电穿孔中的重要作用,并为研究细胞结构对电穿孔的影响机制提供了理论参考。