Compressive instabilities enable cell-induced extreme densification patterns in the fibrous extracellular matrix: Discrete model predictions
by Chrysovalantou Kalaitzidou, Georgios Grekas, Andreas Zilian, Charalambos Makridakis, Phoebus Rosakis
We present a new model and extensive computations that explain the dramatic remodelling undergone by a fibrous collagen extracellular matrix (ECM), when subjected to contractile mechanical forces from embedded cells or cell clusters. This remodelling creates complex patterns, comprising multiple narrow localised bands of severe densification and fiber alignment, extending far into the ECM, often joining distant cells or cell clusters (such as tumours). Most previous models cannot capture this behaviour, as they assume stable mechanical fiber response with stress an increasing function of fiber stretch, and a restriction to small displacements. Our fully nonlinear network model distinguishes between two types of single-fiber nonlinearity: fibers that undergo stable (supercritical) buckling (as in previous work) versus fibers that suffer unstable (subcritical) buckling collapse. The model allows unrestricted, arbitrarily large displacements (geometric nonlinearity). Our assumptions on single-fiber instability are supported by recent simulations and experiments on buckling of individual beams with a hierarchical microstructure, such as collagen fibers. We use simple scenarios to illustrate, for the first time, two distinct compressive-instability mechanisms at work in our model: unstable buckling collapse of single fibers, and snap-through of multiple-fiber groups. The latter is possible even when single fibers are stable. Through simulations of large fiber networks, we show how these instabilities lead to spatially extended patterns of densification, fiber alignment and ECM remodelling induced by cell contraction. Our model is simple, but describes a very complex, multi-stable energy landscape, using sophisticated numerical optimisation methods that overcome the difficulties caused by instabilities in large systems. Our work opens up new ways of understanding the unique biomechanics of fibrous-network ECM, by fully accounting for nonlinearity and associated loss of stability in fiber networks. Our results provide new insights on tumour invasion and metastasis.
Забайкальский филиал "ЛокоТех-Сервис" показал уверенный рост в первом полугодии
Овик Аванесов: Пожары в Арцахе устроены специально, это часть спланированного культурного геноцида
Вывод песни для продвижение в Импульсе Яндекс музыки.
The Federal Reserve’s power: Congress giveth and Congress can taketh away
Is eBay actually sexy again as the ecommerce old-timer’s stock surges to an all-time high?
Nvidia’s Jensen Huang hauled before China’s cyber cops to explain ‘backdoor safety risks’ in H20 chips
Bob Arum Says One Current World Champion Beats Prime Floyd Mayweather: “He’s A Very Unique Talent”
Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.
Жительница Орловской области набросилась на гражданского мужа с арматурой
Стали известны характеристики нового российского кроссовера Tenet T8
Разработчики The Seven Deadly Sins: Origin ответили на частые вопросы игроков
«Деньги не пахнут»: Как Blox World наживается на доверии игроков Roblox
The next survival game from the developers of Green Hell plops you on an alien planet with atmospheric firestorms and a horde of giant spiders
If you'd like to see Meta's AI gunk purged from WhatsApp, a new antitrust investigation in Italy might just do the trick
Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.
Сахар на вес золота: как изобретение инсулина изменило медицину
Карпин о «Динамо»: «У нас нехватка кадров, так скажем. Говорить про “довольны”, “недовольны” — мне надо командой заниматься. А трансферная кампания — прерогатива клуба. Кто&nbs
Москва превратится в Таиланд. Климатолог Клименко сделал прогноз на 10 лет
Сахар на вес золота: как изобретение инсулина изменило медицину
В Корпоративном университете «ЛокоТех» за первое полугодие 2025 года обучено более 2500 человек и создано 8 новых программ
Кнайсль восхитилась героизмом россиян во время землетрясения на Камчатке
Скончался актер из сериалов «Паутина» и «Безмолвный свидетель» Виктор Бутов
Синоптики предупредили москвичей о дождливой погоде 4 августа
Гаражную амнистию могут продлить в России
Третью подряд победу со счетом 1:0 одержал воронежский «Факел»
Александр Коц: ВЕЧЕРНИЙ ЗВОН:. праздник уходящего дня
Андреева проиграла первый матч после Уимблдона. Мирра падала и плакала, ей вызывали врача
Медведев прошёл в третий круг турнира ATP в Торонто, обыграв Сврчину
Карен Хачанов пробился в четвертьфинал турнира ATP в Торонто
Новак Джокович вошел в число инвесторов футбольного клуба
Скончался актер из сериалов «Паутина» и «Безмолвный свидетель» Виктор Бутов
Доктора впервые заметили положительную динамику у впавшего в кому Кеосаяна
Мир, невидимый зрителям: что скрывают кулисы цирка шапито
Третью подряд победу со счетом 1:0 одержал воронежский «Факел»
Музыкальные новости
"Её песни были ужасны": Андрей Макаревич заявил, что Александра Пахмутова - не очень хороший композитор
Умер музыкант The Rolling Stones Флако Хименес
Варвава Визбор рассказала об особом отношении к деду Юрию Визбору
В Тамбовскую область на фестиваль "Прима Домра" приедет Юрий Башмет
Москва превратится в Таиланд. Климатолог Клименко сделал прогноз на 10 лет
Сахар на вес золота: как изобретение инсулина изменило медицину
Карпин о «Динамо»: «У нас нехватка кадров, так скажем. Говорить про “довольны”, “недовольны” — мне надо командой заниматься. А трансферная кампания — прерогатива клуба. Кто&nbs
Москва лидирует по числу миллионеров: 28 тысяч получают свыше 1 млн рублей
NASA: корабль Crew Dragon с космонавтом "Роскосмоса" стартовал к МКС
Олеся Шергина из Екатеринбурга взошла на Эльбрус: история смелости, вдохновения и преодоления девушки с протезом
Спартак» Обыграл «Ростов» 2:0: Победа в Кубке России на «Ростов-Арене
"Роскосмос" опубликовал видео с циклоном, вызвавшим грозу в Москве
ДТП на юго-востоке Москвы: пострадали четыре человека, включая пешеходов
Автопробег в Финляндии поддержал инициативу открытия границы с Россией
Шесть человек пострадали в крупной аварии на Волгоградском проспекте в Москве
Собянин: Открыт пешеходный переход через МЦД-2 между Щербинкой и Остафьевом
Путин обсудил перспективы развития железнодорожной сети в России
Путин заявил о высокой популярности скоростных железных дорог среди россиян
Путин анонсировал скоростную трассу Москва-Петербург к 2028 году
Путин отметил, что железнодорожники успешно обеспечивают снабжение вооруженных сил
Исследование показывает зависимость между темпами развития COVID-19 и уровнем смертности
Руководитель РФПИ охарактеризовал переписку фон дер Ляйен с Pfizer как позорный инцидент
Ученые выяснили, какие болезни погубили войска Наполеона в 1812 году
Сахар на вес золота: как изобретение инсулина изменило медицину
«Такие жирные». У мужчины обнаружили страшное заболевание из-за ресторанов
Напавший с ножом на людей в Москве был на учёте в психоневрологическом диспансере
В Киеве показательно вскрыли «гнездо» коррупции: Зеленский устроил целый политический театр
Теннисистка Ярослава Барташевич: Спорт полностью меняет характер
Спорткар на воде: сборная Тульская области по гребле выступила на мини-Олимпиаде
Карпин о «Динамо»: «У нас нехватка кадров, так скажем. Говорить про “довольны”, “недовольны” — мне надо командой заниматься. А трансферная кампания — прерогатива клуба. Кто&nbs
Спелеолог Алексей Акимов: По годовым кольцам сталактитов можно узнать прошлое Земли
Сергей Собянин. Главное за день
Собянин: 9 и 10 августа Москва отметит День физкультурника
Собянин: Открыт пешеходный переход через МЦД-2 между Щербинкой и Остафьевом
Собянин: Количество цветников в Москве с 2010 года увеличено почти в 2,5 раза
"Роскосмос" продемонстрировал изображение циклон, спровоцировавшего грозу в Москве
Конец истории: тополиный пух может навсегда исчезнуть из Москвы
Ликсутов сообщил об открытии велопроката на территории ОЭЗ «Технополис Москва»
В Грозном планируют возвести предприятие по переработке отходов
В России официально появится новый профессиональный праздник
Синоптик Шувалов: экстремальная погода в Центральной России участилась
Суд в Петербурге арестовал женщину и ее сожителя, сжегших тело младенца в бочке
Мир, невидимый зрителям: что скрывают кулисы цирка шапито
Институт развития Интернета поддержал мультимедийный просветительский проект холдинга «ЕвроМедиа» о героях и событиях, которые сформировали образ Русского Севера и продолжают вдохновлять поколения
Архангельская область. СМИ зовут прокуроров в дорогу
В администрации муниципального образования «Городской округ «Город Нарьян-Мар» выявлены нарушения законодательства о противодействии коррупции
Аномальная жара: До +41 °С в Чечне и Ингушетии, +30 °С в Карелии и Архангельске
В пути следования задерживаются поезда «Таврия», сообщили в пресс-службе компании-перевозчика "Гранд Сервис Экспресс"
Крыму и еще 27 регионам списали долги по бюджетным кредитам на 58 млрд
Цены на новостройки в июле 2025 года: Севастополь лидирует, Симферополь чуть отстаёт
Задержка поездов в Крым и из Крыма – актуальные данные
Школьник из Казани стал серебряным призером олимпиады по информатике в Боливии
Рособрнадзор опроверг сообщения о «аномальном» числе стобалльников на ЕГЭ
Синоптики предупредили москвичей о дождливой погоде 4 августа
Скончался актер из сериалов «Паутина» и «Безмолвный свидетель» Виктор Бутов