微通道特征对精子的散射：一个弹性流体动力学模型
流体动力学
2015-02-19 v2 生物物理
摘要
精子通过传播鞭毛波在粘性流体中穿越其微环境；波形是弹性结构、内部主动力矩和低雷诺数流体动力学共同作用的结果。工程微通道最近被提出作为一种分选和操控运动细胞的方法；因此，细胞与这些人工环境的相互作用值得研究。本文提出了一种用于主动游动者与区域特征发生几何非线性弹性流体动力学相互作用的数值方法。该方法被用来研究一个模型微通道后台阶特征引起的水动力学散射。研究表明，散射取决于后台阶高度以及鞭毛中粘性力与弹性力的相对强度。在对应于人类精子在宫颈粘液类似物中的“高粘度”参数区域，这种水动力学对散射的贡献与近期关于接触效应的数据在量级上相当，约为 5-10 度。散射可以是正的也可以是负的，取决于粘性与弹性效应的相对强度，这强调了粘度对精子与其微环境相互作用的重要性。散射角随粘度的调制与由边界特征的弹性流体动力学相互作用引起的鞭毛不对称性变化相关。
引用
@article{arxiv.1410.6357,
title = {Spermatozoa scattering by a microchannel feature: an elastohydrodynamic model},
author = {Thomas Montenegro-Johnson and Hermes Gadelha and David J. Smith},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.6357},
year = {2015}
}
备注
22 pages, 5 figures, accepted by R. Soc. Open Sci. 17th February 2015