各向异性杨-拉普拉斯方程揭示组织生长机理
软凝聚态物质
2021-12-17 v1
摘要
生长中的组织具有高度动态性，由于细胞增殖、迁移和组织重塑，其在足够长的时间尺度上表现为流动。因此，活体组织可近似为液体。这意味着微组织的形状由表面应力状态决定，如同液滴一般。近期研究表明，成纤维细胞或成骨细胞微组织近表面区域的细胞通过高度取向的肌动蛋白丝发生收缩，从而使得表面应力状态呈各向异性，这与各向同性流体所预期的情况相反。在此，我们将杨-拉普拉斯定律推广以纳入表面的力学各向异性。随后我们考虑该因素以确定受各向异性表面应力状态的旋转对称体的平衡形状，并类比 Delaunay 曲面推导出一族旋转曲面。与近期发表的微组织形状比较表明，该理论准确预测了表面形状及表面中肌动蛋白丝的方向。各向异性版本的杨-拉普拉斯定律可能有助于描述微组织的生长，并可预测具有高度各向异性表面性质的流体体的形状。
引用
@article{arxiv.2112.08502,
title = {Anisotropic Young-Laplace-equation provides insight into tissue growth},
author = {Peter Fratzl and F. Dieter Fischer and Gerald A. Zickler and John W. C. Dunlop},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.08502},
year = {2021}
}
备注
Main text - 14 pages, 4 figures, plus SI - 10 pages 4 figures