气道黏液是气道及肺的重要保护屏障,它阻挡外来有害颗粒物并通过纤毛摆动与咳嗽将有害颗粒物排出体内,而让有益物质选择性通过。这些精确的保护功能在很大程度上依赖于正常生理条件下气道黏液合适的流变性能。哮喘患者气道黏液黏稠度增高,流变行为异常导致黏液流动不畅,严重情况下形成黏液栓(痰栓),阻塞气道甚至危及生命。然而,哮喘气道黏液流变性质和行为改变的机理还不清楚。因此,本课题拟通过生物力学与生物流变学、细胞与分子生物学、生物化学与生物物理学、光学显微镜与原子力显微镜等相关理论和技术手段并针对正常人与哮喘患者的气道黏液：1)表征和分析黏液的组分(特别是黏液蛋白,炎症细胞)及其变化；2)系统研究黏液宏观和微观流变行为特征及其影响因素；3)研究黏液微观结构特征及其与黏液蛋白等组分的关系；4)建立黏液的流变本构方程和数值模拟方法；5)考察黏液流变行为对其中颗粒物输运的影响。实验结果表明：正常与哮喘气道黏液均具有软固体流动特性而且蠕变与回复结果符合四参数Burgers模型；在剪切速率很小的情况下,哮喘气道黏液的表观剪切黏度增大,为“剪切增稠”流变体；随着剪切速率的增大,正常与哮喘气道黏液的表观剪切黏度均降低,为“剪切变稀”的流变体；储能模量与损耗模量也与文献中报道的结果一致；此外,黏液蛋白聚集与自组装等行为构成的黏液微观结构与宏观流变学行为紧密相关。本课题为深入理解哮喘黏液流变行为变化及其机理提供了科学依据,在哮喘的病理机制、药物输运评价等方面具有重要意义,也可能为探索相应的临床诊断和治疗方法提供新思路。