Original title: Výpočtové modelování mechanických zkoušek živočišné buňky
Translated title: Computational modelling of mechanical tests of animal cell
Authors: Orlová, Lucie ; Fuis, Vladimír (referee) ; Burša, Jiří (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2021
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Předkládaná diplomová práce se zabývá stavbou živých živočišných buněk a jejich odezvou na mechanické zatěžování. Zobecněným zaměřením práce je popis mechanického chování buňky nejenom ve fyziologickém, ale i v patologickém stavu. Výchozím předpokladem pro úspěšné řešení zadané úlohy je vysoce interdisciplinární přístup kombinující výpočtové přístupy mechaniky těles (v~tomto případě metodu konečných prvků) s lékařským výzkumem. Nejdůležitějším bodem při tvorbě výpočtového modelu, pomocí něhož je možné aproximovat chování živé buňky při zatížení, je zejména identifikace mechanicky významných komponent a~jejich materiálových parametrů. V tomto případě jsou jako mechanicky význačné identifikovány spojité součásti jádro, membrána a cytoplazma, které jsou nově propojeny s prvky diskrétními (mitochondriální sítí) v hybridním modelu, jehož platnost je ověřena pomocí experimentálních dat. Tento model slouží jako podklad k vyhodnocení míry vlivu mitochondrií na celkovou tuhost buňky. The presented Master's thesis deals with the structural arrangement of living animal cells and their mechanical behavior under loading. The generalized aim is to describe mechanical responses of cells under either physiological or pathological conditions. A highly interdisciplinary approach interconnecting the computational methods of solid mechanics (finite element method in particular) with medical research is an inseparable part of the problem solution. A crucial step in proposing a computational model for approximation of a living cell behavior under loading conditions is to establish mechanically significant components to be incorporated into the calculation and to identify their material parameters. A presented computational model incorporates continuum entities such as the nucleus, membrane, and cytoplasm interconnected with a discrete mitochondrial network. This results in a novel hybrid model which is validated through comparison with experimental data and serves as a means to estimate the mitochondrial impact on overall cell stiffness.
Keywords: AFM; indentační zkouška; mechanická odezva; mitochondrie; patologie; rakovinová buňka; strukturní model buňky; výpočtové modelování; AFM; cancer cell; computational modeling; indentation test; mechanical response; mitochondria; pathology; structural cell model

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/11012/198333

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-595403


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