طراحی یک سامانه میکروسیالی دو مرحلهای برای جداسازی اسپرم در بیماران مبتلا به بینطفگی، جهت بهکارگیری در لقاح آزمایشگاهی
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
2 دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه موناش، ملبورن، استرالیا
3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
4 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
doi
10.48311/mme.2025.27739چکیده
ناباروری یکی از چالشهای روبهرشد جهانی است که حدود %۱۵ از زوجها را درگیر کرده و در نیمی از این موارد، عوامل مردانه نقش اصلی را ایفا میکنند. شدیدترین شکل ناباروری مردان، بینطفگی غیرانسدادی (NOA) است که در آن تولید اسپرم بهشدت کاهش مییابد. بازیابی اسپرم از نمونههای بافت بیضه در این بیماران، فرآیندی زمانبر و وابسته به تجربه اپراتور است و حضور سلولهای زمینهای و بقایای بافتی، شناسایی اسپرمها را دشوار میسازد. در این مطالعه، یک سامانهی میکروسیالی دو مرحلهای غیرفعال طراحی و شبیهسازی شد که ترکیبی از یک ماژول مارپیچ اینرسی و یک ماژول DLD است. در مرحله نخست، ماژول مارپیچ با بهرهگیری از نیروهای اینرسی و گردابه دین، ذرات بزرگتر را از جریان اصلی حذف کرده و از انسداد کانال در مرحله دوم جلوگیری میکند. در مرحله بعد، ماژول DLD با تفکیکپذیری بالا، سلولهای پسزمینه باقی مانده را حذف و جداسازی اسپرم را تکمیل مینماید. نتایج شبیهسازی نشان میدهند که ذراتی با قطر کمتر از ۴٫۷ میکرومتر، که بهعنوان نمایندهای از اسپرمها و گلبولهای قرمز باقیمانده در نظر گرفته شدهاند، بهطور مؤثر از سلولهای بزرگتر زمینه جدا میشوند و بدین ترتیب از انسداد کانالهای میکروسیال در مرحله بعدی جلوگیری میگردد. با توجه به توانایی بالای سامانه DLD در جداسازی سلولها با تفکیکپذیری بالا، این سامانه قادر است سلولهای اسپرم را با راندمان بالای %95 از گلبولهای قرمز باقیمانده تفکیک کند.
