تحلیل عددی تحریک فشاری سلول بنیادی مزانشیمی کشت داده شده با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی و روش اجزای محدود
چکیده
سلولهای بدن از جمله سلولهای بنیادی مزانشیمی در معرض نیروهای مکانیکی مختلفی قرار دارند. نوع و بزرگی این نیروها در شرایط مختلف فیزیولوژیک و پاتولوژیک متفاوت بوده و پاسخهای بسیار متنوعی در سلولها ایجاد میکند که توانایی تغییر عملکرد سلول را دارد. بررسی پاسخ سلولهای بنیادی به نیروهای مکانیکی در شناخت عملکرد سلولها و بافتها در شرایط سالم و بیمار از اهمیت بالایی برخوردار است. توانایی تمایز سلولهای بنیادی مزانشیمی به دیگر سلولها، آنها را به یک منبع سلولی بسیار مهم در مهندسی بافت تبدیل کردهاست. درین مطالعه، با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی و روش محاسباتی اجزای محدود، به شبیهسازی اثر بارگذاریهای مکانیکی بر سلول بنیادی پرداخته شد که شامل بررسی رفتار سلول، متأثر از رفتار اجزای داخلی آن، از طریق توزیع تنش و تغییر شکلهای بزرگ است. درین طرح، نرمافزار اجزای محدود آدینا برای شیبهسازی رفتارهای اِلاستیک خطی و هایپرالاستیک اجزای سلول (غشای سلول، سیتوپلاسم و هسته) تحت بار فشاری بهکار گرفته شد. نتایج حاصل، نشان دهندهی پاسخ مکانیکی سلول بنیادی در بدن است که در اثر اِعمال بار فشاری در محدودهی مورد بررسی فیزیولوژیک، قابلیت تمایز به سلولهای استخوانی و غضروفی را دارد. جنبههای نوآوری برجستهی این حوزه تحقیق، استفاده از نوع سلول (سلول بنیادی بافت همبندی چربی)، به کارگیری اجزای سلولی و نیز استفاده از مدلهای محاسباتی دقیقتر برای اجزای سلولی با بهرهگیری از دادههای آزمایشگاهی از خواص مکانیکی سلول است. این پژوهش میتواند گام اوّلیهی مهمّی در تحقیقات از سلولهای مختلف بیمارو بررسی پاسخهای آن سلولها به بارگذاریهای مکانیکی با روش مشابه در جهت یافتن روشهای درمانی جدید باشد. نتیجهی آن باعث تعمیق مطالعات آسیب شناسی بافت و سلول خواهد بود.