人呼吸道黏液磁性线活性微流变学

黏液是由肺部气管支气管区域肺上皮分泌的黏弹性凝胶。纤毛的协调摆动将黏液向上推向咽部，从而清除气道中吸入的病原体与颗粒。该清除机制的效能主要取决于黏液的流变特性。此处我们使用基于磁性线的微流变学来研究从人支气管收集的人黏液的黏弹性性质。通过光学延时显微镜监测长度在5至80微米之间的线对旋转磁场的响应，并使用流变本构方程（包括Maxwell和Kelvin-Voigt模型）进行分析。静态剪切黏度和弹性模量可由低频（0.003至30 rad s-1）测量推断，从而评估黏蛋白网络弛豫时间。该弛豫时间分布广泛，从1秒至数百秒不等。黏液被确定为一种黏弹性液体，弹性模量为2.5 ± 0.5 Pa，静态黏度为100 ± 40 Pa s。我们的工作表明，除了已确立的由微腔导致的流变特性空间变化外，黏液还表现出与黏蛋白网络弛豫时间相关的次级不均匀性，这可能对其流动性质十分重要。