اثر نحوه اتصال مژك اوليه به سلول در پاسخ آن به جريان سيال: شبيه سازي محاسباتي سه بعدي

مژك اوليه اندامكي است كه تقريبا در تمامي سلول‌هاي بدن مهره‌داران وجود دارد. اين اندامك كه مانند شاخك از سطح سلول بيرون زده است به عنوان حسگر سلول شناخته مي‌شود كه مي‌تواند تحريكات مكانيكي و شيميايي وارد بر سلول را حس كند. در اثر عبور جريان سيال از سطح سلول، مژك اوليه خم مي‌شود و غشاي اطرافش تحت كرنش قرار مي‌گيرد. در اثر اين كرنش كانال‌هاي يوني موجود در غشا فعال مي‌شوند و مي‌توانند يون‌هاي كلسيم را از خود عبور دهند. به اين ترتيب مژك اوليه مي‌تواند تحريك مكانيكي را به پيام يوني تبديل كند و باعث شود كه سلول به نحوي جريان سيال اطراف خود را حس كند. در تحقيق پيش رو مدلي جديد براي مژك ارائه شده است كه هم چرخش و هم خمش آن را تحت اثر جريان سيال ممكن مي‌سازد. در اين مدل سه بعدي، مژك توسط يك لايه‌ي نازك الاستيك كه يك نوع شرط مرزي است به سلول متصل شده است. دامنه‌ي مژك با ماده الاستيك خطي مدل شده و از روش اجزا محدود در كنار تكنيك‌هاي برهم‌كنش سيّال و سازه به منظور حل معادلات كاملا جفت‌شده‌ي حاكم بر دامنه‌ها استفاده شده‌است‌. بيشينه‌ي تنش به دست آمده در پايه‌ي مژك بسته به سختي لايه‌ي الاستيك بين 10 تا 50 كيلو پاسكال متغير است. به‌كارگيري اين شرط مرزي خاص باعث انتقال محل رخ دادن تنش و كرنش بيشينه از نواحي داخلي پايه‌ي مژك به كناره‌هاي آن مي‌شود. به همين دليل اين مدل مي‌تواند حساسيت پاسخ مژك اوليه به تحريكات مكانيكي را بهتر توجيه كند.