环境激励下鼻腔粘膜微观力学生物学模型的研究

鼻腔粘膜微观结构在环境激励下将发生变化，从而导致宏观形态的改变。拟建立鼻腔粘膜微观力学生物学模型，在环境激励下，对鼻腔粘膜组织微观结构变化的机理进行研究。推导鼻腔三维数值模型，进行鼻腔呼吸过程的多场分析，模拟宏观环境激励；建立鼻腔粘膜细胞生长动力学模型，结合粘膜细胞生长实验，定量描述在环境激励变化时，鼻腔粘膜组织微观结构变化的过程。鼻腔粘膜微观力学生物学模型的建立，从细胞、分子层面研究鼻腔粘膜的环境信号感受和响应机制，阐明鼻腔粘膜的生物学过程如组织生长、重建和修复等与环境激励之间的交互关系，揭示在环境激励下鼻腔粘膜宏观形态发生变化的微观层次的原因和机理。为鼻科学理论深入研究、鼻腔相关疾病的预测、鼻腔结构与功能自适应微（细）观机理探讨，临床诊断和预防提供数值量化分析的研究平台。

本项目以鼻中隔偏曲导致鼻甲代偿性变化为背景，研究了宏观环境激励下，鼻腔粘膜组织微观结构的变化。首先在宏观层面建立较大样本鼻腔三维有限元模型并进行功能性多场分析（气流场、压力场、温度场、湿度场），在此基础上研究了鼻腔结构变化以及病态鼻腔结构对鼻腔功能的影响，量化描述了鼻腔结构与鼻腔功能，并建立两者之间的关系，得到了鼻腔内气流场所形成的宏观环境，同时也对相关手术提出了参考性建议。在微观层面，选取了典型鼻中隔C型偏曲引起下鼻甲代偿性变化的患者，取其手术过程中的组织块进行微观结构观察和研究，分析代偿性变化的鼻甲粘膜组织中各个微观组织的变化情况，确定以成纤维细胞为代表性研究对象，进行离体变温培养以研究温度对于鼻甲粘膜微观组织变化的影响，并初步建立不同温度下鼻甲粘膜成纤维细胞生长动力学模型。鼻腔宏观环境的建立和微观组织变化的探索两方面工作的结合，初步建立了鼻甲粘膜微观力学生物学模型。为深入研究鼻甲粘膜代偿性变化的机理，以及为鼻腔结构功能性疾病的临床诊断、预测和评估等工作提供数值依据。