血流中可变形血小板粘附血管壁的三维多尺度模型

当血管破裂或发炎时，人体会通过迅速形成血栓来限制失血。通过血小板 - 血小板粘附、拴系以及在受损内皮上的滚动而在血管损伤部位发生的血小板聚集，是血液凝固形成的关键初始步骤。本文引入并使用了一种新颖的三维多尺度模型，以模拟在不同血流剪切率下，血管损伤部位受体介导的可变形血小板粘附。该模型的新颖性基于一种在早期血栓形成至关重要的三个生物尺度上耦合子模型的新方法：用于表示血小板生理弹性特性的新型混合细胞膜子模型、用于描述细胞粘附动力学的随机受体 - 配体结合子模型，以及用于模拟血流的格子玻尔兹曼 (Lattice Boltzmann) 子模型。在 GPU 集群上的模型实现显著提高了仿真性能。预测性模型仿真表明，血小板变形、血管壁附近血小板之间的相互作用以及功能性 GPIb${\alpha}$ 血小板受体的数量在血小板向损伤部位的粘附中起着重要作用。功能性 GPIb${\alpha}$ 血小板受体数量的变化以及血小板刚度的变化可以代表特定药物降低或增强血小板活性的效果。因此，预测性仿真可以改善新药物靶点的搜索，并有助于实现血栓患者的个性化治疗。