اثر نحوه اتصال مژک اولیه به سلول در پاسخ آن به جریان سیال: شبیه سازی محاسباتی سه بعدی

مژک اولیه اندامکی است که تقریبا در تمامی سلول های بدن مهره داران وجود دارد. این اندامک که مانند شاخک از سطح سلول بیرون زده است به عنوان حسگر سلول شناخته می شود که می تواند تحریکات مکانیکی و شیمیایی وارد بر سلول را حس کند. در اثر عبور جریان سیال از سطح سلول، مژک اولیه خم می شود و غشای اطرافش تحت کرنش قرار می گیرد. در اثر این کرنش کانال های یونی موجود در غشا فعال می شوند و می توانند یون های کلسیم را از خود عبور دهند. به این ترتیب مژک اولیه می تواند تحریک مکانیکی را به پیام یونی تبدیل کند و باعث شود که سلول به نحوی جریان سیال اطراف خود را حس کند. در تحقیق پیش رو مدلی جدید برای مژک ارائه شده است که هم چرخش و هم خمش آن را تحت اثر جریان سیال ممکن می سازد. در این مدل سه بعدی، مژک توسط یک لایه ی نازک الاستیک که یک نوع شرط مرزی است به سلول متصل شده است. دامنه ی مژک با ماده الاستیک خطی مدل شده و از روش اجزا محدود در کنار تکنیک های برهم کنش سیال و سازه به منظور حل معادلات کاملا جفت شده ی حاکم بر دامنه ها استفاده شده است . بیشینه ی تنش به دست آمده در پایه ی مژک بسته به سختی لایه ی الاستیک بین 10 تا 50 کیلو پاسکال متغیر است. به کارگیری این شرط مرزی خاص باعث انتقال محل رخ دادن تنش و کرنش بیشینه از نواحی داخلی پایه ی مژک به کناره های آن می شود. به همین دلیل این مدل می تواند حساسیت پاسخ مژک اولیه به تحریکات مکانیکی را بهتر توجیه کند.