آنالیز مکانیکی سلول‌های سالم و سرطانی استخوانی انسان با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی

نویسندگان

1 گروه مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند، دماوند، تهران، ایران،

2 گروه علوم پایه، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند، دماوند، تهران، ایران

3 گروه مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند، دماوند، تهران، ایران،

doi
10.61186/masm.4.3.513
چکیده

در این مطالعه، خواص مکانیکی سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSC) و سلول‌های سرطانی بافت استخوان (MG-63 و SAOS-2) با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) بررسی شده است. به دلیل شباهت‌های قابل‌توجه ویژگی‌های مکانیکی سلول‌های استئوبلاست انسانی نرمال (NHOst) و سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSC)، به‌جای NHOst از MSC استفاده شد. نتایج نشان داد که مدول الاستیسیته سلول‌های MG-63 و SAOS-2 نسبت به MSC کمتر است. مدول الاستیسیته این سلول‌ها، پیش و پس از درمان‌های شیمیایی و پلاسما اندازه‌گیری شد. برای تعیین دوزهای مناسب برای انکوبه‌سازی 24 و 48 ساعته، از سنجش MTT استفاده شد تا غلظت IC50 سلول‌ها مشخص گردد. نتایج نشان داد که مدول‌های الاستیک سلول‌های MG-63 (917 پاسکال) به میزان 1.72 (1579 پاسکال) و 5.44 برابر (4985 پاسکال) (پس از 24 و 48 ساعت) نسبت به سلول‌های MG-63 درمان‌نشده و مدول‌های الاستیک سلول‌های SAOS-2 (697 پاسکال) به میزان 1.15 (802 پاسکال) و 7.49 برابر (5225 پاسکال) (24 و 48 ساعت) نسبت به سلول‌های SAOS-2 درمان‌نشده افزایش پیدا کرده‌اند. درمان پلاسما باعث افزایش مدول‌های الاستیک سلول‌های MG-63 و SAOS-2 شد. در بخش بعدی، فرکانس‌های رزونانس و تغییرات تابع پاسخ فرکانسی حرکت‌های تیر AFM با استفاده از شبیه‌سازی‌های عددی (FEM) و آزمایش‌های تجربی موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش سختی نمونه‌ها، فرکانس رزونانس را بالا می‌برد. درنهایت، نتایج عددی و تجربی با یکدیگر مقایسه شدند و توافق خوبی بین آن‌ها مشاهده شد.