مهندسی بافت
سارا زادگان؛ بهمن وحیدی؛ نوشین حقیقی پور
دوره 16، شماره 3 ، آذر 1401، ، صفحه 289-299
چکیده
ترمیم آسیب های بافت استئوکندرال به دلیل پیچیدگی بسیار زیاد این بافت و توانایی محدود در خود ترمیمی بافت غضروف آن را با چالش بزرگی روبرو کرده است. در این راستا مهندسی بافت با ارائه داربستهای حاوی سلول های بنیادی همراه با اعمال تنش های مکانیکی به عنوان راهکار پیشنهادی جدید برای ترمیم این بافت مورد توجه محققان قرار گرفته است. این مطالعه ...
بیشتر
ترمیم آسیب های بافت استئوکندرال به دلیل پیچیدگی بسیار زیاد این بافت و توانایی محدود در خود ترمیمی بافت غضروف آن را با چالش بزرگی روبرو کرده است. در این راستا مهندسی بافت با ارائه داربستهای حاوی سلول های بنیادی همراه با اعمال تنش های مکانیکی به عنوان راهکار پیشنهادی جدید برای ترمیم این بافت مورد توجه محققان قرار گرفته است. این مطالعه در مرحله نخست شامل ساخت داربست سه لایه فیبرویین ابریشم- نانو الیاف فیبرویین به روش خشکایش انجمادی و پس از آن شبیه سازی محاسباتی تحریک مکانیکی داربست حاوی سلول های بنیادی در بیوراکتور پرفیوژن به روش اجزای محدود و برهمکنش سیال-سازه جهت طراحی بهینه آزمون های سلولی و در مرحله آخر شامل انجام آزمون های سلولی بود. آزمون های مشخصه یابی نشان داد که این داربست از به‌هم پیوستگی بسیار خوبی در بین لایه ها برخوردار است و اندازه متوسط تخلخل ها در لایه استخوان، لایه میانی و غضروف به ترتیب 76،152 و 102 میکرون بود. این داربست بیومیمتیک، مدول فشاری MPa 0/4 و حداکثر مقاومت کششی MPa 10 را در حالت مرطوب دارد. نتایج شبیه‌سازی حاصل از عبور جریان سیال از داربست نشان داد که چنان‌چه لایه‌ی استخوان در مسیر ورودی جریان قرار گیرد، دامنه توزیع تنش برشی در داربست یکنواخت تر بوده و باعث تسهیل تمایز استخوانی و غضروفی می شود. همچنین نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که پس از 14روز اعمال تنش مکانیکی، علاوه بر گسترش سلولی موجب نفوذ سلول ها به لایه های پایین ترداربست شده است. علاوه بر این اعمال جریان پرفیوژن به‌مدت 21 روز منجر به افزایش معنی‌دار بیان ژن‌های استخوان و غضروف توسط سلول‌های بنیادی بافت چربی خرگوش در لایه استخوان و غضروف داربست در مقایسه با کشت استاتیک شد.
انتقال حرارت زیستی
پریسا رحمانی؛ حسین شامحمدی؛ امید ابوعلی؛ همایون امداد؛ محمد فرامرزی
دوره 13، شماره 1 ، فروردین 1398، ، صفحه 45-53
چکیده
توربینیت‌ها در گرم و مرطوب کردن هوای عبوری از بینی نقش مهمی داشته و جریان عبوری از مجرای بینی را تحت تاثیر قرار می‌دهند. هدف این پژوهش، مدلسازی تاثیرات برداشتن توربینیت تحتانی بر میدان جریان، انتقال حرارت و رطوبت از مخاط حفرهی بینی به هوا و مقایسه‌ی آنها در قبل و بعد از جراحی می‌باشد. عمل توربینکتومی به صورت مجازی روی مدل ...
بیشتر
توربینیت‌ها در گرم و مرطوب کردن هوای عبوری از بینی نقش مهمی داشته و جریان عبوری از مجرای بینی را تحت تاثیر قرار می‌دهند. هدف این پژوهش، مدلسازی تاثیرات برداشتن توربینیت تحتانی بر میدان جریان، انتقال حرارت و رطوبت از مخاط حفرهی بینی به هوا و مقایسه‌ی آنها در قبل و بعد از جراحی می‌باشد. عمل توربینکتومی به صورت مجازی روی مدل محاسباتی و تحت نظر متخصص صورت گرفته است. در این پژوهش جریان به صورت آرام و غیردائمی و دیوارهی مجرای بینی به صورت صلب و با شرط عدم لغزش در نظر گرفته شده و همچنین مخاط روی سطح دیوارهی مجرای بینی با ضخامت ثابت مدلسازی شده است. دما و رطوبت روی سطح مخاط با استفاده از محاسبات به دست می‌آید. نتایج نشان میدهد که برداشتن توربینیت تحتانی به میزان قابل توجهی روی عملکرد گرم و مرطوب کردن هوای ورودی به بینی تاثیر میگذارد. میانگین مقدار هر دو شار حرارت و رطوبت برای حالت بعد از جراحی کمتر است.
زهرا ملاحسینی؛ بهمن وحیدی
دوره 12، شماره 2 ، شهریور 1397، ، صفحه 125-136
چکیده
برای بیماران مبتلا به بیماری‌های مزمن ریوی، ریه‌ی مصنوعی (که بطن راست قلب جریان خون را به سمت آن پمپاژ میکند)، به عنوان یک مرحله‌ی مقدماتی پیش از پیوند ریه به شمار می‌آید. عملکرد این دستگاه با چندین معیار، از جمله کارآمدی دستگاه در تبادل گاز، عدم آسیب‌رسانی به سلول‌های خونی و امپدانس پایین در مقایسه با ریه‌ی طبیعی، سنجیده می‌شود. ...
بیشتر
برای بیماران مبتلا به بیماری‌های مزمن ریوی، ریه‌ی مصنوعی (که بطن راست قلب جریان خون را به سمت آن پمپاژ میکند)، به عنوان یک مرحله‌ی مقدماتی پیش از پیوند ریه به شمار می‌آید. عملکرد این دستگاه با چندین معیار، از جمله کارآمدی دستگاه در تبادل گاز، عدم آسیب‌رسانی به سلول‌های خونی و امپدانس پایین در مقایسه با ریه‌ی طبیعی، سنجیده می‌شود. در این مطالعه، بررسی عددی جریان خون غیرنیوتنی حول آرایه‌هایی از فیبرهای توخالی، به عنوان مدلی از دسته‌فیبرهای موجود در ریه‌ی مصنوعی، به روش حجم-محدود صورت گرفت. دو نوع آرایش مربعی و قطری برای فیبرها در نظر گرفته شد تا اثر آرایش، اثر سرعت ورودی روی توزیع جریان، تنش برشی و غلظت اکسیژن تبادل‌شده بین سطح فیبرها و جریان خون، بررسی شود. مشاهده شد که سرعت جریان و تنش برشی در آرایش قطری به مراتب بیشتر از آرایش مربعی است، به طوری که برای بیشینه‌ی سرعت مورد بررسی (cm/s 87/10)، تنش برشی روی فیبرها در آرایش قطری حدود 5/3 برابر مقدار آن در آرایش مربعی است. همچنین، بین نتایج این تحلیل با نتایج مطالعات دیگری که در آنها از تبادل اکسیژن صرف نظر شده بود، اختلاف قابل توجهی دیده شد، که بیان‌گر اهمیت مدلسازی تبادل گاز می‌باشد. میزان دبی جرمی اکسیژن در خروجی دامنه‌ی حل، به عنوان ملاک کارآمدی دستگاه (از دید تبادل گاز) مورد بررسی قرار گرفت. بر این اساس، آرایش قطری در تبادل اکسیژن بسیار کارآمدتر است. اما برای آرایش قطری، افت فشار بیش‌تری در عبور از دسته‌فیبرها، نسبت به آرایش مربعی مشاهده شد. نتایج این شبیه‌سازی می‌تواند نقطه‌ی شروع مناسبی برای طراحی بهینه‌ی ریه‌ی مصنوعی باشد و در طراحی بهینه‌ی آزمایش‌های کلینیکی موثر واقع شود.
بیومکانیک قلب و عروق
سعید بهرامی؛ فرامرز فیروزی
دوره 9، شماره 3 ، آذر 1394، ، صفحه 293-303
چکیده
تنش برشی دیواره(WSS) و شاخص برش نوسانی(OSI) از عوامل همودینامیکی هستند که ارتباطی قوی با توسعة پلاکهای آترواسکلروتیک (AS) دارند. WSS در برخی زمانها قادر به بیان گرفتگی عروق نیست؛ در حالیکه OSI تنش برشی را بدون درنظرگرفتن میانگین زمانی بردار تنش برشی بیان میکند. بیشتر شبیهسازیهای دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای ...
بیشتر
تنش برشی دیواره(WSS) و شاخص برش نوسانی(OSI) از عوامل همودینامیکی هستند که ارتباطی قوی با توسعة پلاکهای آترواسکلروتیک (AS) دارند. WSS در برخی زمانها قادر به بیان گرفتگی عروق نیست؛ در حالیکه OSI تنش برشی را بدون درنظرگرفتن میانگین زمانی بردار تنش برشی بیان میکند. بیشتر شبیهسازیهای دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای هندسة دوشاخه شدن کرونر چپ اصلی انجامشده است و تاکنون به بررسی کل درخت کرونر چپ پرداخته نشده است. در این مطالعه، یک مدل سهبعدی کامل از درخت کرونر چپ شامل کرونر چپ اصلی، کرونر نزولی قدامی چپ و انشعابات آن، سیرکمفلکس چپ و انشعابات آن ایجاد شد. اثرات حرکت قلب بر دیوارة عروق کرونر چپ اعمال شد. تجزیه و تحلیل المان محدود از معادلات جریان ناویر استوکس برای جریان ضربانی و رفتار غیرنیوتنی از خون صورت گرفت. توزیع تنشهای برشی و توزیع OSI روی دیوارة عروق، نتایج بهدستآمده از این تحقیق هستند. مقایسة این نتایج با اطلاعات بالینی نشان داد که مناطق با تنش برشی متوسط 1.50 [Pa] و کمتر از آن در حضور OSI بیشتر از 0.3، می‌تواند مناطق پر خطر در تشکیل پلاکهای AS محسوب شود. بنابراین می‌توان پیشبینی کرد که علاوه بر ناحیة انشعاب LCxA-LMCA (که در بسیاری از تحقیقات اعلام شدهاند)، نواحی دیگری در درخت شریانی کرونر چپ ازجمله ناحیة LAD بعد از انشعاب سوم و ناحیة انشعاب LCxA-OM، نواحی با خطر بالا خواهند بود.
اندام مصنوعی
عرفان نمکی؛ هانیه نیرومند اسکویی؛ فرزان قالیچی؛ مجتبی کوچکی
دوره 9، شماره 2 ، مرداد 1394، ، صفحه 133-142
چکیده
بیماری‌های حاد قلبی در سراسر جهان رو به افزایش است و پیوند قلبی به دلیل نبود اهداکنندگان کافی، راه حل مناسبی برای درمان تمامی بیماران قلبی نیست؛ بنابراین استفاده از پمپ‌های کمک قلبی می‌تواند جایگزین مناسبی برای پیوندهای قلبی حتی در درمان‌های طولانی مدت باشد. یک پمپ کمک قلبی علاوه بر برآورده کردن نیازهای بیولوژیکی مانند دبی و هد ...
بیشتر
بیماری‌های حاد قلبی در سراسر جهان رو به افزایش است و پیوند قلبی به دلیل نبود اهداکنندگان کافی، راه حل مناسبی برای درمان تمامی بیماران قلبی نیست؛ بنابراین استفاده از پمپ‌های کمک قلبی می‌تواند جایگزین مناسبی برای پیوندهای قلبی حتی در درمان‌های طولانی مدت باشد. یک پمپ کمک قلبی علاوه بر برآورده کردن نیازهای بیولوژیکی مانند دبی و هد مناسب، باید از لحاظ آسیب‌های خونی نیز در ناحیه ایمن قرار بگیرد. از مهمترین چالشها در زمینهی طراحی پمپ‌های کمک قلبی می‌توان به کاهش آسیب‌های خونی، ابعاد و زمان ماندگاری و به شبیه‌سازی جریان قلب طبیعی اشاره کرد. یکی از مهمترین عواملی که در تعیین میزان آسیب‌های خونی در پمپ تأثیر گذار است، نوع پرههای قسمتهای مختلف پمپ است. مطالعاتی که در زمینهی پمپ‌های قلبی انجام شدهاند، نشان می‌دهند که می‌توان با تغییر نوع پرههای ایمپلر پمپ و جایگزین نمودن ایرفویل مناسبتر، بازدهی پمپ را افزایش داده و نقاط سکون سیال درون پمپ که منجر به ترومبوسیز میگردد را کاهش داد. هدف از انجام این پژوهش، مقایسه‌ی عملکرد چندین ایرفویل برای پرههای ایمپلریک پمپ کمک قلبی به منظور بهینهسازی عملکرد و بازدهی پمپ و همچنین کاهش آسیب‌های خونی است.
بیومکانیک قلب و عروق
فرامرز فیروزی؛ ناصر فتورائی؛ سیامک نجاریان
دوره -1، شماره 2 ، بهمن 1383، ، صفحه 129-142
چکیده
در زندگی صنعتی امروز، تقاضا برای پیوند قلب رو به افزایش است. به همین دلیل نیاز به وسایل کمکی کاشتنی در بدن به منظور استفاده طولانی مدت بیشتر شده است. یکی از جدیدترین این وسایل، از نوع کسیه ای آن است که قابلیت کاشتن در بدن را داشته و مولد جریان ضربانی می باشد. در تحقیق حاضر، سه مدل مختلف از وسیله کمکی بطن چپ قلب از نوع کیسه ای به صورت عددی ...
بیشتر
در زندگی صنعتی امروز، تقاضا برای پیوند قلب رو به افزایش است. به همین دلیل نیاز به وسایل کمکی کاشتنی در بدن به منظور استفاده طولانی مدت بیشتر شده است. یکی از جدیدترین این وسایل، از نوع کسیه ای آن است که قابلیت کاشتن در بدن را داشته و مولد جریان ضربانی می باشد. در تحقیق حاضر، سه مدل مختلف از وسیله کمکی بطن چپ قلب از نوع کیسه ای به صورت عددی تحلیل شده است. در مدل 1، حرکت دیواره متحرک وسیله کمکی به صورت ساده فرض شده است. در مدل 2، به منظور بررسی اثر شکل مرز متحرک در جریان، این حرکت به صورت مواج در نظر گرفته شده است. در مدل 3، شرایط مرزی فشار به مدل 2 اضافه شده تا تاثیر شرایط فشار واقعی موجود در بدن بر الگوی جریان عبوری بررسی شود. نتایج حاصل از بررسی تنش های اعمال شده توسط جریان خون به غشا کیسه ای در مدل های مختلف و مقایسه آنها نشان می دهد ترم ویسکوز تنش اعمال شده از سیال در مقایسه با ترم فشار آن قابل صرف نظر کردن است. هم چنین الگوی حرکتی دیواره متحرک و اعمال فشار سیال در شرایط مرزی باعث تغییر عمده ای در الگوی جریان خون عبوری نمی شود.
