血液流动和内皮的耦合是重要的生物医学问题,引起了学者们的广泛的兴趣.目前已知内皮细胞能感知流场的剪切应力而改变其形态和功能.由于剪切应力被认为是引起内皮细胞重建的始发信号,所以了解内皮细胞与流动应力之间的相互作用机制是十分重要的.我们建立了一个理论模型来模拟内皮细胞与流场应力之间的相互作用.根据二维计算流体动力学方法研究了内皮细胞应力、压力的分布以及内皮细胞在剪切应力作用下的变形情况.结果表明:(1)内皮细胞的变形随α(对应于流体作用于细胞表面的切应力)的变化而变化.当α>0.021时,细胞的变形随α的增大而显著增大;(2)流动引起了细胞表面应力和压力分布的不均匀,从而导致了细胞的变形.但内皮细胞的最大应力总是位于细胞的顶点.同时,我们用流室系统提供剪切流动,测量了不同剪切应力作用下培养的人主动脉内皮细胞的变形.所得到的实验结果与上述数值模拟结果是吻合的.本文结果提示,由于剪切流动引起细胞表面应力和压力分布的不均一,可能在细胞激活和细胞功能的调节(如细胞骨架的调节,粘附分子的表达与分布等)机制上具有特殊的作用.本研究为综合应用动力学方程来建立内皮细胞模型提供了工作框架.