生物组织流变学中的非连续剪切增稠

在胚胎形态发生过程中，组织经历剧烈的变形以形成功能性器官。类似地，在成年动物中，活细胞和组织不断受到力和变形的作用。因此，胚胎发育的成功和生理功能的正常维持依赖于细胞承受机械应力的能力及其集体流动的能力。在这些过程中，机械扰动可源于单细胞层面的主动过程，与周围组织和器官施加的外部应力相竞争。然而，对组织力学的研究在某种程度上一直局限于对外部或内部作用的响应。在本工作中，我们使用二维汇合组织的主动顶点模型来研究全局施加于组织的外部变形与由于细胞运动性而在细胞层面局部产生的内部主动应力之间的相互作用。我们特别阐明了这种全局外部和局部内部主动驱动之间的相互作用如何决定组织作为一个整体的涌现力学性质。对于处于固液阻塞/非阻塞转变附近的组织，我们揭示了一系列引人注目的流变现象，包括屈服、剪切变稀、连续剪切增稠 (CST) 和非连续剪切增稠 (DST)。这些模型预测为理解最近在体内观察到的非线性流变行为提供了一个框架。