生物活性软物质动力学研究进展  

Advances in dynamics of biological and active soft matter

作　　者：张德清 徐子楠 李博 De-Qing Zhang;Zi-Nan Xu;Bo Li(Institute of Biomechanics and Medical Engineering,Department of Engineering Mechanics,School of Aerospace Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China)

机构地区：[1]清华大学航天航空学院工程力学系,生物力学与医学工程研究所,北京100084

出　　处：《科学通报》2024年第32期4667-4686,共20页Chinese Science Bulletin

基　　金：国家自然科学基金(12325209,12272202)资助。

摘　　要：细胞、组织等软物质由于存在活性,其非平衡动力学行为十分复杂,这种动力学行为广泛存在于胚胎发育、组织再生和癌症转移等多种生理病理过程.深入理解生物活性软物质的动力学演化行为及其稳定性对疾病诊断和治疗有重要的理论意义和潜在应用价值.许多生物活性软物质具有向列液晶属性,使得生命系统更加复杂。本文重点介绍生物活性液晶动力学的研究现状.首先,介绍三种活性液晶的连续介质力学模型以及拓扑缺陷的种类、结构和运动模式,并阐述拓扑缺陷的重要生物学意义和可能的调控方式.然后,从生物界面的角度出发,介绍活性向列型液晶界面的理论模型,并阐释控制方程的具体形式以及不同场变量的空间离散形式和对应的积分计算方法.最后,介绍活性-活性向列界面的形貌发生和拓扑缺陷动力学行为,并说明活性调控多细胞界面形貌动力学的机制。The non-equilibrium dynamic behaviors of soft materials such as cells and tissues are complex due to the nature of activity.These dynamic behaviors are widely observed in various physiological and pathological processes such as embryonic development,tissue regeneration and cancer metastasis.In recent years,researchers have continuously revealed the potential physical mechanisms and functions behind these complex dynamic behaviors in order to deepen the understanding of living systems.This review focuses on the research status of the dynamics of active liquid crystals and introduces the research progress in recent years.

关 键 词：生物活性软物质 动力学 拓扑缺陷 界面演化 

分 类 号：Q66[生物学—生物物理学]