دوره 10، شماره 4 - ( 1398 )
جلد 10 شماره 4 صفحات 646-635 |
برگشت به فهرست نسخه ها
امیرعلا بخشیاننیک1 
، بهمن وحیدی* 2
، بهمن وحیدی* 2
1- گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران،
2- گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران ،bahman.vahidi@ut.ac.ir
2- گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران ،
چکیده: (4424 مشاهده)
اهداف: داربست بهعنوان سازه نگهدارنده سلول از اهمیت ویژهای در مهندسی بافت استخوان برخوردار است. قرارگیری داربست در محیط کشت دینامیک، مانند بیوراکتور نفوذی، نقش پارامترهای مکانیکی از قبیل تنش برشی و فشار هیدرودینامیک را پررنگتر میکند. از سویی دیگر، این پارامترهای مکانیکی به شدت متاثر از طرح داربست هستند. در این پژوهش به بررسی تاثیر طرح داربست استخوانی بر نحوه عملکرد تحریکهای مکانیکی و پیشبینی سرنوشت سلولهای بنیادی مزانشیمی پرداخته میشود.
مواد و روشها: با استفاده از ابزار شبیهسازی کامپیوتری و روشهای اجزای محدود، پنج داربست استخوانی (با نامهای جیروید، جیروید پرتخلخل، دیاموند، IWP و داربست با شیب اندازه تخلخل) مبتنی بر توابع ریاضی سطوح ضمنی طراحی شدند و در محیط کشت دینامیک شبیهسازیشده تحت عبور جریان سیال با سرعتهای ورودی ۱، ۱۰، ۲۵، ۵۰ و ۱۰۰ میکرومتر بر ثانیه قرار گرفتند. تجمع سلولها روی داربستهای جیروید و IWP بهصورت یک لایه به ضخامت ۵/۸ میکرون در نظر گرفته شد.
یافتهها: با توجه به نتایج بهدستآمده، داربست با طرح دیاموند بهترین عملکرد را از منظر یکنواختی تنشهای ایجادشده به خود اختصاص داد. در حضور لایه سلولی، تنش فون مایسز به میزان ۶۰ و ۵۰مگاپاسکال بهترتیب در داربستهای جیروید و IWP به دست آمد که تمایز استخوانی را تسهیل خواهد نمود.
نتیجهگیری: استفاده از داربست با شیب اندازه تخلخل موجب اعمال تنشهای متفاوت در بخشهای مختلف داربست میشود و این امر در مورد کاربردهای نوین داربستهای استخوانی برای ایجاد تمایزهای سلولی مختلف بهطور همزمان بسیار مفید است.
مواد و روشها: با استفاده از ابزار شبیهسازی کامپیوتری و روشهای اجزای محدود، پنج داربست استخوانی (با نامهای جیروید، جیروید پرتخلخل، دیاموند، IWP و داربست با شیب اندازه تخلخل) مبتنی بر توابع ریاضی سطوح ضمنی طراحی شدند و در محیط کشت دینامیک شبیهسازیشده تحت عبور جریان سیال با سرعتهای ورودی ۱، ۱۰، ۲۵، ۵۰ و ۱۰۰ میکرومتر بر ثانیه قرار گرفتند. تجمع سلولها روی داربستهای جیروید و IWP بهصورت یک لایه به ضخامت ۵/۸ میکرون در نظر گرفته شد.
یافتهها: با توجه به نتایج بهدستآمده، داربست با طرح دیاموند بهترین عملکرد را از منظر یکنواختی تنشهای ایجادشده به خود اختصاص داد. در حضور لایه سلولی، تنش فون مایسز به میزان ۶۰ و ۵۰مگاپاسکال بهترتیب در داربستهای جیروید و IWP به دست آمد که تمایز استخوانی را تسهیل خواهد نمود.
نتیجهگیری: استفاده از داربست با شیب اندازه تخلخل موجب اعمال تنشهای متفاوت در بخشهای مختلف داربست میشود و این امر در مورد کاربردهای نوین داربستهای استخوانی برای ایجاد تمایزهای سلولی مختلف بهطور همزمان بسیار مفید است.
واژههای کلیدی: مهندسی بافت استخوان، محیط مکانیکی، سلول بنیادی، داربست، تنش برشی، شبیهسازی محاسباتی
نوع مقاله: پژوهشی اصیل |
موضوع مقاله:
سیستم بیولوژی
دریافت: 1397/4/5 | پذیرش: 1398/3/22 | انتشار: 1398/9/30
دریافت: 1397/4/5 | پذیرش: 1398/3/22 | انتشار: 1398/9/30
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |