7600

طراحي و ارزيابي سيستم ميكروفلوييديك مناسب براي چاپ زيستي بافت رگ

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1400

دكتر ساسان آسيايي

1400/08/30

مهندسي مكانيك

Designing and analyzing microfluidic printer head suitable for bioprinting of vascular tissue

هر ساله تعداد افراد زياد به علت نارسايي اندام و ارگانها بدن و كمدود اهداكنندگان فوت ميكنند. مهندسي بافت و ساخت داربست ها اين امكان را فراهم آوردع است كه بتوان جايگزين مناسبي براي اندام، اعضا و بافت آسيب ديده توليد كرد. روش هاي مختلفي براي ساخت نمونه ها زيستي وجود دارد اما به علت معايب روشها سنتي، محققان به سمت توليد اعضا با ساخت افزايشي يا چاپ زيستي تمايل پيدا كرده اند. توليد بافت با فرآيند چاپ زيستي مزايايي از جمله زمان كم، تكرار پذيري ، ايجاد ساختارها سه بعد پيچيده و ... دارد. اعضا بدن شامل سلولها مختلف و ماتريس خارج سلولي هستند كه تركيبي از اين دو جزء مهم بايد روي بستر نشانده شود. چاپگر هاي زيستي به طور گلي به سه دسته extrusion, ink-jet و laser assisted تقسيم ميشوند. چاپگر extrusion داراي چند نازل مجزا است كه مواد با فشار به صورت پيوسته از نازل ها خارج ميگردند. از معايب اين چاپگر ها ميتوان به عدم توانايي در ايجاد تركيبي از سلول و ماتريس خارج سلولي به علت مجزا بودن نازل ها، زمان گير بودن اين روش به دليل اينكه كارتريج هاي چاپگر براي چاپ مواد مختلف بايد عوض بشوند، محدوديت ابعادي و همچنين عدم توانايي در توليد بافت هاي پيچيده به صورت يكدست اشاره كرد. براي رفع اين مشكل ميتوان از يك سيستم ميكروفلويديك به جا نازل هاي سر چاپگر استفاده كرد. در اين پروژه خواص سيالاتي و مكانيكي هيدروژل هاي مورد استفاده، سلول هاي مورد نياز براي شبيه سازي بافت رگ و همچنين غلظت مناسب اين سلول ها براي شبيه سازي مطلوب، بدست آوردن شرايط مناسب براي فرايند چاپ زيستي، طراحي و شبيه سازي نرم افزاري سيستم ميكروفلويديك مناسب براي چاپ زيستي بافت رگ به وسيله چاپگرهاي اكستروژن (به منظور چاپ بافت هاي ناهمگون(heterogeneous) و همچنين غلبه بر معايب چاپگرهاي اكستروژن) و در آخر به بررسي قابل چاپ بودن مواد نام برده تحت شرابط بدست آمده به وسيله شبيه سازي نرم افزاري با COMSOL پرداخته شده است. نتايج اين پروژه نشان مي دهد كه به وسيله سيستم طراحي شده ميتوان در يك مرحله ميكرو كانال هايي كه مشابه بافت رگ هستند را توليد كرد.

چاپ زيستي , بافت رگ , ميكروفلويديك , ساخت افزايش