10003

10003

مدلسازي تحرك سلول با در نظر گرفتن خواص رئولوژيك

درجه كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي گرايش بيومكانيك

مهرماه 1390

مهرماه 1390

دكتر فرهاد فرمانزاد

چكيده حركت سلول يك فرايند الزامي در توسعه و حفظ سلول ها، بافت ها و ارگان ها مي باشد. در طول دوران رشد جنيني سلول بايد به مكان هاي مناسب تغيير مكان دهد تا بافت ها و ارگان هاي جديد را تشكيل دهد. پاسخ ايمني به هجوم باكتري ها يا عفونت، حركت مستقيم گلبول هاي سفيد خون مانند نوتروفيل ها و ليكوسيت ها به محل عفونت مي باشد و ترميم جراحت هاي پوستي نياز به حركت سلول هاي اپيدرمال (سلول هاي لايه خارجي پوست) مانند فيبروبلاست ها و كراتوسيت ها دارد. هرچند كه حركت سلولي مي تواند جنبه هاي منفي نيز داشته باشد مانند عروق سازي و متاستاز تومور سرطاني. پيش ¬بيني و برآورد چگونگي حركت سلول، سرعت آن و تنش هاي بوجود آمده در آن در دهه هاي اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته¬اند. از اين رو مدل هاي مكانيكي بتدريج در حال بوجود آمدن هستند تا بتوانند پيش بيني هاي مناسبي از فرآيند حركت سلول ارائه بدهند. در اين مطالعه با ارتقاء مدل حركت با شرايط مرزي پايا، يك مدل با شرايط مرزي ناپايا براي حركت سلولي به نام مدل پيش تنشي ارائه مي دهيم و با تطابق نتايج مدل جديد با مدل با شرايط مرزي پايا پارامتر مجهول در مدل يعني تنش لازم براي جدا شدن انتهاي سلول را بدست مي آوريم و در نهايت به يك مدل جديد مي رسيم كه مراحل حركت سلولي را بهتر شبيه سازي مي كند و با داده هاي تجربي و با نتايج مدل پايا (طول و موقعيت سلول بر حسب زمان) سازگاري دارد. حركت براي مدل با شرايط مرزي ناپايا يا همان مدل جديد پيش تنشي طي مقادير متفاوت پيش تنش انجام شد و با مقايسه طول سلول طي زمان با مدل پيشين كه شرايط مرزي پايا داشت پيش تنش مناسب را بدست آورديم كه مقدار آن شد. با قرار دادن شرايط مرزي ناپايا يعني شرايط مرزي كه طي زمان تغيير كند به جاي شرايط مرزي پايا و ثابت توانستيم مراحل حركت سلول را نزديكتر به واقعيت شبيه سازي كنيم و نتايج بهتري در زمينه پيش بيني تنش هاي بوجود آمده در سلول طي حركت داشته باشيم. مدل مذكور از نوع مدل هاي پيوسته مي باشد و معادلات مدل به روش تفاضل محدود گسسته و تحت يك برنامه متلب (MATLAB) اجرا و حل شدند. واژه¬هاي كليدي: تفاضل محدود، حركت سلول، مدل پيوسته، مكانيك سلول