تحلیل برهم‏کنش سیال و سازه برای ارزیابی مدولاسیون مکانیکی سلول‏های بنیادی مزانشیمی در داربست مکعبی مهندسی بافت استخوان

نویسندگان

1 دانشیار، گروه فناوری پزشکی و مهندسی بافت، دانشکده مهندسی علوم زیستی، دانشکدگان علوم و فناوری‏های میان رشته‏ای، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 کارشناسی ارشد مهندسی پزشکی - بیومکانیک، دانشکده مهندسی علوم زیستی، دانشکدگان علوم و فناوری‏های میان رشته‏ای، دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.22034/jmeut.2025.64827.3497
چکیده

در این پژوهش، برای یک مطالعه‏ی چندمقیاسی، یک داربست مکعبی مورد استفاده در مهندسی بافت استخوان مدل‌سازی شد. میانگین سرعت ورودی و فشار خروجی در نواحی حفره‌ها محاسبه شد تا شرایط مرزی بخش میکرو، که شامل یک واحد از داربست و سلول‌های بنیادی مزانشیمی است، تعیین شود. نتایج ما نشان داد که کاهش تخلخل در داربست مکعبی باعث افزایش ۵۵ درصدی تنش برشی وارد بر سلول‌ها می‌شود. در این مطالعه، یکی از نقاطی که بیشترین تنش در آن رخ می‌داد، محل اتصال مژک به سیتوپلاسم بود (۰٫2 تا 0٫۸ پاسکال) که مطابق با مطالعات پیشین، ناحیه‌ای شناخته می‌شود که کانال‌های فعال‌شونده با کشش در آن وجود دارند. نتایج این تحقیق نشان داد که سلول‌های واقع در نواحی نزدیک‌تر به ورودی و خروجی حفره‌های داربست، سطوح بالاتری از تنش برشی دریافت می‌کنند (۸۰٪ بیشتر در داربست‌های مکعبی با طول حفره‏ی µm ۸۰۰ و ۹۰٪ بیشتر در داربست‌های مکعبی با طول حفره‏ی µm 6۰۰). این یافته‌های امیدبخش، زمینه‏ی عددی مناسبی برای بررسی سرنوشت سلول‏های بنیادی مزانشیمی در فرکانس‌های مختلف فراهم می‌کنند.