储存后红细胞均表现出明显的杨氏模量降低2021-12-07 08:46:30
使用PDMS小窝基底捕获红细胞,使用5%GPBS作为液体环境使红细胞维持正常的形态,通过AFM检测不同储存时间红细胞的杨氏模量。结果发现,当压入深度为200nm时,储存后红细胞均表现出明显的杨氏模量降低的现象,且数值约为102kPa,与计算结果及理论并不一致,从以下两个角度对这一现象进行解释。首先,红细胞膜的弹性行为较为复杂,其随变形模式的不同有很大差异。当同时从两个方向伸展细胞膜时,红细胞表现出的刚度如同50nm厚的橡胶膜。但如果仅从一个方向拉伸细胞膜,并允许他在另一个垂直方向上收缩,膜又变得极软。计算表明,双向伸展时红细胞膜的弹性模量约为单向负荷时的10000倍。Bremmell等使用AFM检测红细胞杨氏模量时也发现,当红细胞发生较小形变时,其杨氏模量与本研究中计算所获得的结果量级一致,而当其发生较大变形时,杨氏模量发生非线性显著增大至102kPa,与本研究中的检测结果一致。
因此,计算与检测结果的不一致,可能是由于两种模式下红细胞变形的方式及程度不一致所致。计算模型中以红细胞的径向伸长为主要研究对象,施加的力为剪应力,在该方向上,红细胞变形能力较强;而AFM检测中以红细胞的压缩为主,且由于红细胞特殊的双凹圆盘形状,探针与红细胞接触部位可能为其表面凹陷处,该方向上的变形能力较弱;这可能是两者检测结果不一致的根本原因。而微循环中红细胞的变形以径向拉伸为主,因此模型计算的结果可能更贴近于红细胞在微循环中运动时的真实数值。
出自《红细胞储存损伤中的力学因素及防护策略研究》作者王瑛。
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