Original title: Využití tensegritních struktur pro modelování mechanického chování hladkých svalových buněk
Translated title: Application of tensegrity structures in modelling of mechanical behaviour of smooth muscle cells
Authors: Bauer, David ; Fuis, Vladimír (referee) ; Burša, Jiří (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2011
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Tato diplomová práce se zabývá výpočtovým modelováním mechanických zkoušek hladkých svalových buněk. Hlavním cílem je vytvořit výpočtový model buňky, simulovat na něm jednoosou tahovou zkoušku a upravit model tak, aby více odpovídal reálné mechanické odezvě buňky. Model buňky zahrnuje cytoplasmu, jádro, buněčnou membránu a cytoskelet, který je modelován jako tensegritní struktura. Na modelu byla simulována tahová zkouška pro případ celé buňky a buňky s rozrušeným cytoskeletem. Křivka síla-protažení, která je získána ze simulace, je porovnána s experimentálně zjištěnými daty získanými z literatury. Při tahové zkoušce zde byly experimentálně měřeny čerstvě izolované buňky hladkého svalstva z aorty krysy, buňky z buněčné kultury a buňky, ve kterých byla po aplikování cytochalasinu D rozrušena aktiniová vlákna. Bylo zjištěno, že vliv cytoskeletu na přenos zatížení ve výpočtovém modelu byl menší než u reálné buňky, a proto byl model upraven změnou materiálových vlastností geometrie tak, aby odpovídal jednotlivým experimentálně měřeným typům buněk. The master’s thesis deals with the computational modelling of the mechanical testing of isolated smooth muscle cells. The main aims are to create computational model of a cell, to simulate single-axis tensile test and to modify the model so that the model reflects real mechanical response. The model of the cell includes cytoplasm, nucleus, cell membrane and cytoskeleton which is modelled as a tensegrite structure. On this model the tensile test was simulated in case of the cell with cytoskeleton and the cell with distributed the cytoskeleton. Force-elongation curves, which were obtained from this simulation, were compared with experimental data which were taken from literature. Tensile properties were measured on freshly isolated cells from rat thoracic aorta, cultured cells, and cells treated with cytochalasin D to disrupt their actin filaments. It was found that the cytoskeleton influence on the cell load in computational model was smaller than in the real cell. Therefore the model was modified by changing material propreties and geometry so that the model of the cell corresponded with the different types of experimentally measured cells.
Keywords: cell model; Computational modelling; cytoskeleton; smooth muscle cell; tensegrity structure; tensile test.; buňka hladkého svalstva; cytoskelet; model buňky; tahová zkouška.; tensegritní struktura; Výpočtové modelování

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/18314

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-229836


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses