10105

10105

مدل‌سازي سه بعدي سلول و بررسي حركت آن بر روي بسترهاي غير صلب

درجه كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي گرايش بيومكانيك

تيرماه 1391

تيرماه 1391

دكتر فرهاد فرمانزاد

چكيـــده اتصال سلول‌هاي خوني و بافتي پستانداران به ماتريس خارج سلولي به كمك اتصالات خاصي كه بين گيرنده هاي سلول و ليگاندهاي بستر برقرار مي‌شود به وجود مي‌آيد. اين برهم كنش براي بسياري از فعاليت‌هاي بيولوژيكي درون بدن حياتي است از جمله مهاجرت سلولي، رشد سرطان و همچنين ترميم جراحات و زخم‌ها. هدف از انجام اين پروژه ساخت مدلي سه بعدي از سلول به كمك نرم افزار المان محدود آباكوس و تأثير عواملي نظير خواص مكانيكي چسبندگي، سختي بستر و تنش فعال سلول بر حركت سلول بر روي بستر صاف غير صلب مي‌باشد. در اين كار از روابط حاكم بر جسم سه بعدي به كمك معادلات محيط پيوسته استفاده شده است، همچنين با توجه به تقارن موجود در صورت مسئله براي صرفه جويي در زمان و بدست آوردن سريع‌تر جواب‌ها حل به صورت متقارن انجام شده است. نتايج اين مدل سازي نشان مي‌دهد كه خواص مكانيكي چسبندگي بين سلول و بستر و همچنين سختي بستر تأثير بسزايي در حركت سلول دارا مي‌باشد. در واقع با افزايش سختي بستر و همچنين افزايش سختي چسبندگي مقدار بردار تنش وارده به كف سلول افزايش مي‌يابد و از طرف ديگر با افزايش اين دو پارامتر سرعت حركت سلول همواره روندي كاهش را به خود مي‌گيرد. از طرفي ديگر مقدار بردار تنش و سرعت حركت سلول وابستگي زيادي به تنش فعال به وجود آمده در سلول دارند كه مي‌توان افزايش محسوسي را در اين دو مقدار با افزايش تنش فعال مشاهده نمود، لازم به ذكر است كه تمامي جواب‌ها با داده هاي بدست آمده در كارهاي آزمايشگاهي مقايسه و تأييد شده‌اند. در پايان مي‌توان به اين نكته اشاره نمود كه اين مدل قادر است تأثير عوامل مكانيكي مختلف را بر سرعت حركت و تنش‌هاي به وجود آمده در سلول نشان دهد و مي‌تواند مدلي سودمند در تحقيقات رشد سرطان يا ترميم زخم‌ها باشد. واژه‌هاي كليدي: المان محدود، بستر غير صلب، حركت سلول، مدل سه بعدي، مكانيك سلول