Experimentelle und numerische Untersuchung strömungsinduzierter Belastung durch Schubspannungen am Epithel in pulmonalen Alveolen unter Berücksichtigung der Kopplung zwischen Struktur, alveolärer Flüssigkeit und Atemluft

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Das Arbeitsprogramm der zweiten Förderperiode besteht aus zwei Komponenten: (i) der direkten Kooperation zur Modellierung und Simulation von Surfactant im Hinblick auf die zelluläre Mechanotransduktion, (ii) der Weiterentwicklung der alveolären Bildgebung und der Bereitstellung des numerischen Modells für das Surfactant für eine Mehrfeldsimulationsmethode als Beiträge zum Gesamtvorhaben. Die Untersuchungen zum Surfactant basieren auf einem Prinzipexperiment, mit dem die Mechanostimulation unter dem Einfluss verschiedener Surfactant-Präparationen untersucht wird, welches direkt numerisch simuliert wird, wozu die Weiterentwicklung eines vorliegenden Partikelmodells notwendig ist. Dieses Partikelmodell wird so formuliert, dass es in ein vorliegendes Struktursimulationsmodell eingekoppelt werden kann und zur vollständig gekoppelten Simulation von alveolärer Fluid3 Struktur-Wechselwirkung geeignet ist. Zur Bildgebung erfolgen Untersuchungen zur Alveolardynamik nach Inaktivierung von Surfactant. Dazu muss ein Autofokussystem etabliert werden und die OCT Auflösung verbessert werden. Fluoreszenztechniken sollen eingesetzt werden, um Aktin- und Kollagenfasern darstellen zu können.