بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی
سجاد قضاوی؛ بهمن وحیدی
دوره 10، شماره 3 ، مهر 1395، ، صفحه 257-266
چکیده
با توجه به اهمیت مغز و سلولهای عصبی و بیماری‌ها و آسیب‌های مربوط به این سلولها، تحقیقات بسیار گسترده‌ای در این حوزه انجام می‌شود؛ اما به‌دلیل تخصصی بودن رفتار این سلولها، هر تحقیقی تنها یک جنبه(الکتروفیزیولوژیکی، شیمیایی و مکانیکی) از این سلول را بررسی کرده است. تحقیقی که بتواند تأثیر این عوامل را بر هم و به‌طور جامع بر رفتار ...
بیشتر
با توجه به اهمیت مغز و سلولهای عصبی و بیماری‌ها و آسیب‌های مربوط به این سلولها، تحقیقات بسیار گسترده‌ای در این حوزه انجام می‌شود؛ اما به‌دلیل تخصصی بودن رفتار این سلولها، هر تحقیقی تنها یک جنبه(الکتروفیزیولوژیکی، شیمیایی و مکانیکی) از این سلول را بررسی کرده است. تحقیقی که بتواند تأثیر این عوامل را بر هم و به‌طور جامع بر رفتار سلول عصبی نشان دهد، انجام نشده است. از آنجا که ارتباط روابط مکانیکی و الکتریکی سلول عصبی، نقش تعیین کننده‌ای در بسیاری از بیماری‌ها، آسیب‌ها(مانندضربات مغزی) و درمان‌ها (مانند تحریک با امواج فراصوت) دارد؛ از این‌رو نیاز به مدلسازی اثر نیروی مکانیکی بر عملکرد الکتروفیزولوژیک سلول عصبی حس می‌شود. این تحقیق، یکی از اولین گام‌ها برای دستیابی به این هدف است که با در‌نظر گرفتن ویژگی حساسیت مکانیکی کانالهای یونی، تأثیر نیروی مکانیکی را بر موج پتانسیل عمل به‌دست آوریم. در این مدل، خواص مکانیکی و الکتروفیزیولوژی نورون و برهمکنش آنها بر یکدیگر در‌نظر‌گرفته شده است. مدل جامعی بر‌اساس میراگر کسری، برای مدلسازی مکانیکی و معادلات هاجکین هاکسلی، برای مدل الکتروفیزیولوژی سلول ارائه شده است. از آزمایشات موجود نیز برای ارتباط این دو مدل استفاده شده است؛در واقع با اعمال تنش، رفتار الکتروفیزیولوژیکی سلول(پتانسیل غشا و جریان کانالهای یونی) را بررسی می‌کنیم. کرنش به‌دست‌آمده از مدل میراگر کسری، بر فعال‌سازی و غیر‌فعال‌سازی کانالهای یونی و در‌نتیجه معادلات هاجکین هاگسلی اثر می‌گذارد. نتایج، نقص عملکردی سلول عصبی را در زمان آسیب نشان می‌دهد، که باعث کاهش اندازة موج پتانسیل عمل می‌شود. این کاهش میتواند بسته به میزان آسیب(کرنش پلاستیک) سلول، بازگشت‌پذیر یا بازگشت‌ناپذیر باشد.
مهندسی بافت
زکیه علی همتی؛ بهمن وحیدی؛ نوشین حقیقی‌پور
دوره 8، شماره 2 ، تیر 1393، ، صفحه 135-149
چکیده
سلولهای بدن، ازجمله 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 ...
بیشتر
سلولهای بدن، ازجمله 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 اهمّیّت 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 به کار گرفتهشد. 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 بیمار و بررسی پاسخهای آن سلولها به بارگذاریهای مکانیکی با روش مشابه در جهت یافتن روشهای درمانی جدید باشد و باعث تعمیق مطالعات آسیب شناسی بافت و سلول خواهد شد.
بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی
سید حجت سبزپوشان؛ زهرا دانش پرور
دوره 7، شماره 3 ، آذر 1392، ، صفحه 187-200
چکیده
مطالعة آریتمی‌های قلبی به جلوگیری و درمان یکی از مهمترین عوامل مرگ انسان‌ها کمک میکند. برای مطالعه آریتمی‌های قلبی نیاز به مدلی از پتانسیل عمل سلولی است که علاوه بر نمایش فعالیت الکتریکی طبیعی سلول، قادر به نمایش رفتارهای غیر طبیعی آن نیز باشد. مدل‌هایی که تاکنون در این زمینه ارائه شده دارای جزئیات و حجم محاسباتی زیادی هستند ...
بیشتر
مطالعة آریتمی‌های قلبی به جلوگیری و درمان یکی از مهمترین عوامل مرگ انسان‌ها کمک میکند. برای مطالعه آریتمی‌های قلبی نیاز به مدلی از پتانسیل عمل سلولی است که علاوه بر نمایش فعالیت الکتریکی طبیعی سلول، قادر به نمایش رفتارهای غیر طبیعی آن نیز باشد. مدل‌هایی که تاکنون در این زمینه ارائه شده دارای جزئیات و حجم محاسباتی زیادی هستند و این موضوع سبب کاهش سرعت شبیهسازی آنها شده است. در این مقاله مدل کمینه‌‌ای با دو متغیر حالت ارائه شده است. این مدل علاوه بر نمایش خصوصیات طبیعی سلول بطنی مانند تحریک‌پذیری، شکل ظاهری پتانسیل عمل، خاصیت جبران و نمایش اثر محدود کردن جریان‌های غشا، میتواند رفتار غیر طبیعی (EAD)را نیز شبیهسازی کند. این مدل ساختاری هدایتی (کندوکتانسی) دارد و شامل دو جریان برایند است که یکی نماینده کل جریان‌های ورودی و دیگری نماینده کل جریان‌های خروجی از سلول است. تنظیم پارامترهای مدل، با استفاده از الگوریتم تکرار شونده و معیار کمینه مجموع مربعات خطا انجام شده و گستره‌‌های مستعد پارامترها برای بروز رفتار غیرطبیعی EADبا استفاده از روشهای تحلیل سیستم‌‌های دینامیکی غیرخطی تعیین شده است. نتایج به دست آمده منطبق با یافته‌های الکتروفیزیولوژیک است. سرعت شبیهسازی مدل مذکور در آرایه‌ای تک‌بعدی از ده سلول، در مقایسه با مدلهای الکتروفیزیولوژیک، بین 34 تا 112 بار سریع‌تر تخمین زده شده است.
الگوبرداری زیستی / زیست‌تقلیدی
محمدرضا نیک منشی؛ بهار فیروزآبادی؛ محمدسعید سعیدی
دوره 7، شماره 2 ، شهریور 1392، ، صفحه 97-105
چکیده
ناحیه جلویی سلول تحت عنوان لملیپودیال به دو قسمت ب هنام های لملوم و لملیپودیوم، تقسیم بندی می شود. جریان های داخلی موجود در این ناحیه، نقشی اساسی در حرکات بیرونی سلولی ایفا م یکنند. در واقع، تعداد بسیار زیادی رشته های پروتئینی به نام اکتین در لملوم و لملیپودیوم سلول وجود دارد، که با پلیمرایز شدن در لبه جلویی سلول، موجب پیشروی آن می ...
بیشتر
ناحیه جلویی سلول تحت عنوان لملیپودیال به دو قسمت ب هنام های لملوم و لملیپودیوم، تقسیم بندی می شود. جریان های داخلی موجود در این ناحیه، نقشی اساسی در حرکات بیرونی سلولی ایفا م یکنند. در واقع، تعداد بسیار زیادی رشته های پروتئینی به نام اکتین در لملوم و لملیپودیوم سلول وجود دارد، که با پلیمرایز شدن در لبه جلویی سلول، موجب پیشروی آن می شوند. رشته های اکتینی توسط نواحی چسبندگی به محیط بیرونی سلول متصل شده و با آن در ارتباط هستند. المان دیگری که با شبکه رشته ای اکتین در ارتباط است، موتور پروتئی نهای مایسین می باشند که در دینامیک این شبکه نقشی اساسی برعهده دارند. در واقع، مایسی نها با اعمال تنش های کششی بر رشت ههای اکتینی آ نها را تحت تأثیر قرار داده و موجب ایجاد جریا نهای عق بروند و جل ورونده شبکه اکتینی در داخل سلول می گردند. در مقاله حاضر، ما مدلی دوبعدی از ناحیه جلویی یک سلول با سرعت بالا، که پوست ماهی را تشکیل داده و هندسه ای بادبزنی شکل دارد (سلول کراتوسیت)، برای بررسی الگوی جریان اکتینی، در نظر گرفت هایم. در این مدل، شبکه اکتینی به عنوان یک سیال نیوتنی فرض شده است. ما همچنین، تأثیر موتور پروتئین های مایسین و سرعت پیشروی سلول را بر جریان اکتین مورد بررسی قرار داده ایم. به طور کلی، نتایج حاضر شامل الگوی جریان اکتین و توزیع مایسین درون سلول متحرک و مشخص نمودن رابطه بین آن ها است. این نتایج، با داده های آزمایشگاهی گزارش شده و نتایج عددی دیگر، کاملاً مطابقت داشته و مورد مقایسه قرار گرفته اند.
بیوالکترومغناطیس
هدی توکلی؛ علی مطیع نصرآبادی؛ سید محمد فیروزآبادی؛ مهری کاویانی مقدم
دوره 6، شماره 2 ، شهریور 1391، ، صفحه 123-131
چکیده
در سالهای اخیر طبیعت به شدت تحت تأثیر طیف وسیعی از میدانهای مغناطیسی، قرار گرفته است؛ لذا همواره مطالعات گسترده‌ای بمنظور بررسی آثار بیولوژیک این میدان‌ها انجام می‌شود. آثاری نظیر مهار عملکرد سلول عصبی- که با شواهدی نظیر کاهش فرکانس یا کاهش دامنه پتانسیل عمل خود را نشان می دهد- نشان داده شده است. در توجیه و بررسی این آثار، اخیراً ...
بیشتر
در سالهای اخیر طبیعت به شدت تحت تأثیر طیف وسیعی از میدانهای مغناطیسی، قرار گرفته است؛ لذا همواره مطالعات گسترده‌ای بمنظور بررسی آثار بیولوژیک این میدان‌ها انجام می‌شود. آثاری نظیر مهار عملکرد سلول عصبی- که با شواهدی نظیر کاهش فرکانس یا کاهش دامنه پتانسیل عمل خود را نشان می دهد- نشان داده شده است. در توجیه و بررسی این آثار، اخیراً نظریه پنجره‌های بیولوژیک مطرح شده و به آن توجه شده است. در تعدادی از تحقیقات به آثار پنجره‌ای دامنه و یا فرکانس میدانهای مغناطیسی اشاره می‌شود. از سوی دیگر با توجه به رفتار غیرخطی سلول عصبی- که میتواند با معادلات HHبیان شود- می‌توان سلول عصبی را بعنوان سیستمی غیرخطی در نظر گرفت و تغییرات احتمالی دینامیک غیرخطی سلول را تحت تأثیر میدان مغناطیسیELF بررسی کرد . در این تحقیق از 6 شدت میدان بعنوان شدت میدانهای محیطی و در هر شدت میدان ، از 6 سلول عصبی حلزون باغی استفاده شده است و با محاسبه برخی ویژگی‌های غیرخطی پتانسیل عمل سلول نظیر بعد هیگوچی سیگنال و رسم نگاشت بازگشتی، در طول زمان و در شدت میدانهای مختلف، مشاهده شد که برای همه شدت‌های مورد بررسی، میدانهای مغناطیسی سبب افزایش بعد هیگوچی و همچنین افزایش میزان پراکندگی نگاشت بازگشتی ویژگی ISIاز پتانسیل عمل حلزون می‌شوند. این نتایج به معنای افزایش پیچیدگی سیستم و بعبارتی افزایش درجه آزادی سیستم تحت تأثیر میدانهای مغناطیسی است و البته این آثار در باند میانی شدت‌های مورد آزمایش، بیشتر مشاهده می‌شود که مؤید اثر پنجره‌ای ذکر شده است.
بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی
سیاوش مزدیسنا؛ امیرهمایون جعفری
دوره 5، شماره 3 ، آذر 1390، ، صفحه 181-192
چکیده
در این مقالهبا در نظر گرفتن مواد غذایی، ماتریکس خارج سلولی و سلول های سیستم ایمنی بعنوان پارامتر های تاثیر گذار در نحوه رشد، گسترش و مورفولوژی بافت سرطانی به بررسی مدلی بر اساس اتوماتای سلولی و تئوری بازی ها در زمینه رشد سرطان پرداخته ایم. اتوماتای سلولی در بررسی مسائل زیستی از اهمیت زیادی برخوردار است و تئوری بازی ها در شناختن تعامل ...
بیشتر
در این مقالهبا در نظر گرفتن مواد غذایی، ماتریکس خارج سلولی و سلول های سیستم ایمنی بعنوان پارامتر های تاثیر گذار در نحوه رشد، گسترش و مورفولوژی بافت سرطانی به بررسی مدلی بر اساس اتوماتای سلولی و تئوری بازی ها در زمینه رشد سرطان پرداخته ایم. اتوماتای سلولی در بررسی مسائل زیستی از اهمیت زیادی برخوردار است و تئوری بازی ها در شناختن تعامل میان عنصر های تصمیم گیرنده حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق برای بررسی رفتار و گسترش سلول های سرطانی دو مدل را مطرح می نماییم. در مدل اول هدف ما از ارائه مدل بررسی نحوه رشد و گسترش سلول های سرطانی با توجه به مواد غذایی (اکسیژن) موجود در بافت می باشد. در نهایت جهت اعتبارسنجی مدل، نتایج شبیه سازی ها را با نتایج مقالات دیگر مقایسه نموده ایم. در نتایج ملاحظه خواهید نمود که میزان مواد غذایی (اکسیژن) تاثیر قابل ملاحظه ای در تعداد سلول های سرطانی ایجاد شده دارد، ولی این تاثیر در رابطه با تهاجم سلول های سرطانی به مراتب کمتر می باشد. لازم به ذکر می باشد که نتایج مدل پیشنهادی از جواب های خطی فاصله گرفته است که این بیانگر بهبود نتایج مدل می باشد، همان گونه که در نتایج قابل ملاحظه می باشد این مدل قابلیت ایجاد متاستاز را نیز پوشش می دهد. در مدل دوم نحوه عملکرد متقابل سلول های سرطانی و سلول های سیستم ایمنی مورد بررسی قرار گرفته است و برای این منظور از اتوماتای سلولی و تئوری بازی ها استفاده نموده ایم. بر اساس اتوماتای سلولی دو بعدی مدلی ارائه می شود که نحوه عملکرد اتوماتای سلولی توسط تئوری بازیها تعیین می گردد. در واقع قوانین اتوماتای سلولی بر اساس جدول تئوری بازی ها تعیین می شود و هر یک از عناصر سیستم بصورت جداگانه از قابلیت تصمیم گیری برخوردار می باشند.
نانوبیومتریال
ملیکا ایلوخانی؛ محمد ربیعی؛ مهوش اسکویی؛ فتح اله مضطرزاده؛ مهدیس شایان
دوره 5، شماره 3 ، آذر 1390، ، صفحه 193-204
چکیده
در سالهای اخیر تلاشهای بسیار زیادی برای تولید نانو ذرات به دلیل خواص ویژه نوری، شیمیایی و الکتریکی آنها صورت گرفته است. توسعه روشهای سنتز نانو مواد برای تولید موادی با مورفولوژی و اندازه معین و توزیع مناسب اندازه ذرات، از محورهای پژوهشی چند سال اخیر محسوب می شود. در این میان روشهای مبتنی بر فناوری زیستی به دلیل تمیز بودن و سازگاری ...
بیشتر
در سالهای اخیر تلاشهای بسیار زیادی برای تولید نانو ذرات به دلیل خواص ویژه نوری، شیمیایی و الکتریکی آنها صورت گرفته است. توسعه روشهای سنتز نانو مواد برای تولید موادی با مورفولوژی و اندازه معین و توزیع مناسب اندازه ذرات، از محورهای پژوهشی چند سال اخیر محسوب می شود. در این میان روشهای مبتنی بر فناوری زیستی به دلیل تمیز بودن و سازگاری بالا با محیط زیست از جایگاه ویژه ای برخوردارند. یکی از مهمترین ابعاد این بحث استفاده از میکروارگانیسم ها در نانو فناوری است. در این پژوهش از سویه 35218 باکتری اشرشیاکولی برای سنتز نانو ذرات CdS استفاده شد. ابتدا زمان مناسب و بیشینه غلظتی از یون کادمیم که به جلوگیری از رشد و لیز باکتری منتج نمی شود مشخص گردید. سپس دو فرآیند سنتز زیستی داخل و خارج سلولی بررسی شد. طبق بررسی های صورت گرفته مشخص شد که این سویه به شکل داخل سلولی قادر به سنتز نانو ذرات CdS نیست اما با غنی سازی محیط کشت با اسید آمینه سیستئین نانو ذرات CdS به شکل خارج سلولی سنتز شدند. تشکیل نانو ذرات، مورفولوژی و خاصیت فلورسانت آنها به ترتیب با کانال آنالیزور WDX ، SEM و میکروسکوپی فلورسانس بررسی شد.
بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی
سید عابد حسینی؛ محمدعلی خلیل‌زاده؛ سید مهران همام
دوره 4، شماره 1 ، خرداد 1389، ، صفحه 23-31
چکیده
محرک های تنش زا اثرات متفاوتی بر سلامتی، تصمیم گیری، خلاقیت، حافظه و یادگیری دارند. شناخت حالات روانی انسان نظیر تنش روانی، می تواند در جلوگیری از اثرات طولانی مدت آن بر جسم و روان موثر باشد. این مطالعه با هدف ارزیابی نقش سلول های عصبی هرمی CA1 هیپوکامپ مغز در هنگام تنش روانی انجام شده است. در این تحقیق با کمک نقشه شناختی مغز در حالت ...
بیشتر
محرک های تنش زا اثرات متفاوتی بر سلامتی، تصمیم گیری، خلاقیت، حافظه و یادگیری دارند. شناخت حالات روانی انسان نظیر تنش روانی، می تواند در جلوگیری از اثرات طولانی مدت آن بر جسم و روان موثر باشد. این مطالعه با هدف ارزیابی نقش سلول های عصبی هرمی CA1 هیپوکامپ مغز در هنگام تنش روانی انجام شده است. در این تحقیق با کمک نقشه شناختی مغز در حالت تنش روانی، نحوه اثرگذاری دو سیستم عصبی و هورمونی در بدن بررسی شده است؛ سپس با کمک معادلات الکتروفیزیولوژیکی به شبیه سازی رفتار کانال های کلسیمی سلول CA1 در نرم افزار نرون پرداخته شده است. از نتایج می توان دریافت در هنگام تنش، هورمون های گلوکوکورتیکوئید ترشح شده از قشر غده فوق کلیه خود را از طریق جریان خون به هیپوکامپ رسانده و با فعال کردن گیرنده های گلوکوکورتیکوئیدی، دینامیک کانال های کلسیمی خصوصا نوع L را تحت تاثیر قرار داده و ورود کلسیم را به داخل سلول های CA1 افزایش می دهند. این رفتار گواهی بر کاهش نرخ خروج کلسیم داخل تنه سلولی است که به کاهش نمایی نرخ آتش سلول، کاهش تعداد خیزک ها و افزایش در دامنه جریان sAHP منجر می شود. جریان های کلسیمی نوع L ناحیه هیپوکامپ، از سازوکار های موثر در هنگام تنش به شمار آمده و با مقایسه نتایج تحقیق در دو حالت سلول تحت کنترل و تنش، مشاهده می شود مدل توانسته با برخی از مشاهدات پایه ای تنش، همخوانی داشته باشد.
بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی
سید حجت سبزپوشان؛ فاطمه پورحسن‌زاده؛ آذر بادانگیز
دوره 4، شماره 1 ، خرداد 1389، ، صفحه 45-52
چکیده
بافت قلب محیطی تحریک پذیر است. یکی از روش های توصیف انتشار پتانسیل عمل در بافت قلب، استفاده از مدل اتوماتای سلولیست. سرعت اجرای مدل های مبتنی بر اتوماتای سلولی در شبیه سازی های مقیاس بزرگ، یکی از مزایای آن نسبت به روش های مبتنی بر معادلات دیفرانسیل است. مدل های قبلی مبتنی بر اتوماتای سلولی، قادر به حذف لبه های مسطح ایجاد شده در الگوهای ...
بیشتر
بافت قلب محیطی تحریک پذیر است. یکی از روش های توصیف انتشار پتانسیل عمل در بافت قلب، استفاده از مدل اتوماتای سلولیست. سرعت اجرای مدل های مبتنی بر اتوماتای سلولی در شبیه سازی های مقیاس بزرگ، یکی از مزایای آن نسبت به روش های مبتنی بر معادلات دیفرانسیل است. مدل های قبلی مبتنی بر اتوماتای سلولی، قادر به حذف لبه های مسطح ایجاد شده در الگوهای حاصل نیستند و یا همسایگی های بزرگی دارند. به علاوه در مدل های قبلی تلاشی برای تطبیق الگوی هندسی پتانسیل عمل بطنی با پتانسیل عمل واقعی نشده است. در این مقاله مدلی ارائه شده است که با حداقل همسایگی، از تولید لبه های مسطح جلوگیری می کند. همچنین با تقریب خطی از مدل الکتروفیزیولوژیکی معروف، الگوی هندسی پتانسیل عمل نیز در مدل برآورد می شود.
مهندسی بافت
مهدی نویدبخش؛ میلاده جعفرنژاد
دوره 3، شماره 4 ، اسفند 1388، ، صفحه 299-306
چکیده
سرطان، اسکلت سلولی را دچار تغییر می کند و این تغییر با تاثیر بر مکانیک سلول توانایی آن را برای تغییر شکل تغییر می دهد و در نتیجه، قدرت حرکت سلول های سرطانی می تواند با سلول های سالم متفاوت بوده و باعث شود که آنها در طول بافت به جاهای مختلف بدن انسان مهاجرت کنند. در این تحقیق با ارائه مدل اجزای محدود معتبر برای یک سلول سرطانی آغاز می شود ...
بیشتر
سرطان، اسکلت سلولی را دچار تغییر می کند و این تغییر با تاثیر بر مکانیک سلول توانایی آن را برای تغییر شکل تغییر می دهد و در نتیجه، قدرت حرکت سلول های سرطانی می تواند با سلول های سالم متفاوت بوده و باعث شود که آنها در طول بافت به جاهای مختلف بدن انسان مهاجرت کنند. در این تحقیق با ارائه مدل اجزای محدود معتبر برای یک سلول سرطانی آغاز می شود و سپس تاثیر تغییرات عوامل مختلف مانند ضخامت غشاء، الاستیسیته، کرنش وارد بر سلول و فرکانس بر نیروی عکس العمل یک سلول سرطانی بدخیم بررسی می شود. تحقیقات نشان می دهد تغییرات بیومکانیکی ایجاد شده در سلول سرطانی- که خود نتیجه تغییرات بیوشیمیایی در سلول است- اثرات قابل توجهی بر قابلیت تغییر شکل پذیری سلول دارد. در این مطالعه مشاهده شد که با افزایش الاستیسیته غشاء؛ افزایش نیروی عکس العمل و با افزایش فرکانس؛ افزایش نیروی عکس العمل و با افزایش ضخامت غشاء؛ کاهش نیروی عکس العمل و در نهایت با افزایش کرنش وارد از سوی مویرگ ها؛ افزایش نیروی عکس العمل را خواهیم داشت. همچنین چهار مدل ریاضی ساده برای بیان عددی این روابط ارائه شده است که امکان مقایسه نتایج یک سلول خوش خیم و یک سلول بدخیم را میسر ساخته اند.
مهندسی بافت
محسن ربانی؛ محمد تفضلی شادپور؛ زهرا گلی ملک آبادی؛ محسن جانملکی؛ محمد تقی خراسانی؛ محمدعلی شکرگزار
دوره 3، شماره 4 ، اسفند 1388، ، صفحه 307-314
چکیده
کارکرد حیاتی سلول های بدن به بارهای مکانیکی که این سلول ها تجربه می کنند؛ وابسته است. سلول ها بسته به شرایط مکانیکی محیط مجاور خود ریخت و شکل ویژه ای دارند. در مهندسی بافت، دستیابی به سلول های هم ریخت و همسو در اغلب موارد مطلوب است و روش های گوناگون برای این کار پیشنهاد شده است. به عنوان مثال، سلول پس از بارگذاری دوره ای، باریک تر می شود ...
بیشتر
کارکرد حیاتی سلول های بدن به بارهای مکانیکی که این سلول ها تجربه می کنند؛ وابسته است. سلول ها بسته به شرایط مکانیکی محیط مجاور خود ریخت و شکل ویژه ای دارند. در مهندسی بافت، دستیابی به سلول های هم ریخت و همسو در اغلب موارد مطلوب است و روش های گوناگون برای این کار پیشنهاد شده است. به عنوان مثال، سلول پس از بارگذاری دوره ای، باریک تر می شود و به صورت دسته های همسو با زاویه ای مشخص نسبت به محور کشش قرار می گیرد. کشش استاتیک (ثابت) نیز تغییراتی در ریخت سلول، ماتریس برون سلولی، بیان آنزیم ها و ترشح ژن ها ایجاد می کند. در این تحقیق به بررسی نقش کشش استاتیک سلول ها در همسو نمودن آنها پرداخته شده است. به این منظور، سلول های مزانشیال روی بستر الاستیک کاشته شدند و تحت بارگذاری استاتیک قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بارگذاری10% پس از 24 ساعت رشته های اکتین در ساختار درون سلولی را همسو می کند. همچنین کشش 20% تاثیر قابل ملاحظه ای در همسو کردن سلول ها داشت.
مهندسی بافت
رعنا ایمانی؛ پریسا رهنمای مشتاق؛ شهریار حجتی امامی؛ ساسان جلیلی؛ علی محمد شریفی
دوره 3، شماره 4 ، اسفند 1388، ، صفحه 315-324
چکیده
امروزه «سلول درمانی» بر پایه انکپسولاسیون سلول ها، نویدی امیدبخش برای درمان بسیاری از بیماری ها به شمار می رود. فناوری انکپسولاسیون سلولی روشی است که در آن سلول های ترشح کننده عوامل درمانی درون حامل های پلیمری زیست سازگار تثبیت شده و دور از دسترس سیستم ایمنی، به بدن منتقل می شوند. هیدروژل ها دسته ای از مواد پلیمری آب دوست با ساختار ...
بیشتر
امروزه «سلول درمانی» بر پایه انکپسولاسیون سلول ها، نویدی امیدبخش برای درمان بسیاری از بیماری ها به شمار می رود. فناوری انکپسولاسیون سلولی روشی است که در آن سلول های ترشح کننده عوامل درمانی درون حامل های پلیمری زیست سازگار تثبیت شده و دور از دسترس سیستم ایمنی، به بدن منتقل می شوند. هیدروژل ها دسته ای از مواد پلیمری آب دوست با ساختار شبکه ای هستند که حاوی مقادیر بالایی آب بوده و به دلیل زیست سازگاری مطلوب و تقلید ویژگی های طبیعی ماده زمینه خارج سلولی، دارای شاخص های ایدئال برای کاربرد در این زمینه اند. این دسته از مواد امکان اختلاط یکنواخت سلول ها، عوامل درمانی، فاکتورهای رشد را فراهم می کنند. هیدروژل های حساس به دما قادر به ایجاد حامل های سلولی پایدار در پاسخ به تغییرات دمایی هستند؛ از این رو به طور گسترده در کاربردهای انکپسولاسیون سلولی و مهندسی بافت به کار گرفته شده اند. هدف از این مطالعه، سنتز؛ ارزیابی و انتخاب ترکیبی بهینه از آگاروز و ژلاتین- دو بیوپلیمر ژل ساز حساس به دما- برای به کارگیری در انکپسولاسیون سلول هاست. علاوه بر تعیین نقطه ژلینگی، استحکام و پایداری نمونه ها تحت شرایط فیزیولوژیک از طریق بررسی تخریب پذیری و رهایش ژلاتین مورد ارزیابی قرار گرفت و چسبندگی سلولی و آزمون سمیت سلولی نیز بررسی شد. بر مبنای نتایج، هیدروژل با نسبت مشابه دو جزء (1:1)، دمای تبدیل ژل در حدود دمای بدن را نشان می دهد. نمونه های حاوی 50% یا بیشتر آگاروز پایداری مناسبی را در شرایط فیزیولوژیک فراهم نمودند. ارزیابی مکانیکی موید رفتار ویسکوالاستیک نمونه ها بوده هرچند با افزایش میزان ژلاتین، نمونه ها الاستیک تر رفتار می کنند. در بررسی زیست سازگاری، هیچ گونه سمیت سلولی مشاهده نشد؛ همچنین افزودن ژلاتین به آگاروز، خواص چسبندگی سلولی و زیست سازگاری را بهبود بخشیده است. هیدروژل ترکیبی ژلاتین- آگاروز با نسبت مشابه اجزا قابلیت کاربرد به عنوان حامل سلولی در انکپسولاسیون سلولی را داراست.
بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی
مرتضی خلیلیان؛ مهدی نویدبخش؛ مجتبی رضازاده؛ محمود چیذری؛ پوپک افتخاری یزدی
دوره 2، شماره 1 ، خرداد 1387، ، صفحه 21-28
چکیده
به تازگی توجه چشمگیری به اندازه گیری خواص مکانیکی بافت های زنده و به طور خاص سلول واحد شده است. سفتی، پارامتر مهمی در تعیین خصوصیات فیزیکی بافت های زنده است. در حقیقت تغییرات سفتی تخمک به عنوان یک سلول واحد، بحث بی نظیری را در شناخت فرایند لقاح ارائه می کند. گزارش های ارائه شده نشان می دهند که لایه زونا پلوسیدا، لایه محیطی تخمک، پس از ...
بیشتر
به تازگی توجه چشمگیری به اندازه گیری خواص مکانیکی بافت های زنده و به طور خاص سلول واحد شده است. سفتی، پارامتر مهمی در تعیین خصوصیات فیزیکی بافت های زنده است. در حقیقت تغییرات سفتی تخمک به عنوان یک سلول واحد، بحث بی نظیری را در شناخت فرایند لقاح ارائه می کند. گزارش های ارائه شده نشان می دهند که لایه زونا پلوسیدا، لایه محیطی تخمک، پس از عمل لقاح دچار تغییرات می شود. در این مطالعه خصوصیات بیوفیزیکی لایه زونای تخمک موش قبل و بعد از لقاح به عنوان تغییرات رفتار مکانیکی سلول مورد بررسی قرار گرفته است. برای این کار از طریق روش مکش با میکروپیپت، سلول مورد آزمایش زیر میکروسکوپ معکوس به داخل میکروپیپت کشیده و تغییر شکل حاصل اندازه گیری شده است. با استفاده از قوانین حاکم بر مکانیک سلولی رابطه ای برای محاسبه ضریب کشسانی لایه زونای تخمک استخراج و تغییر در کشسانی زونا در مرحله متافاز و پیش هسته به صورت کمی محاسبه شد. نتایج به دست آمده نشان داد فرایند لقاح و تغییر در خصوصیات بیوفیزیکی به طور مستقیم بر رفتار مکانیکی سلول موثر است. بنابراین با تعیین مشخصات مکانیکی سلول می توان شرایط فیزیولوژیکی آن را مورد مطالعه قرار داد. در خصوص سلول جنسی موش، نتایج به طور واضح سفت شدن لایه زونای تخمک را بعد از لقاح نشان می دهد. روش و مدل ارائه شده در این مطالعه می تواند برای بررسی خصوصیات مکانیکی دیگر بیوغشاها و انواع دیگر سلول ها مورد استفاده قرار گیرد.
بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی
حمید خالوزاده؛ پدرام یزدان بخش؛ فاطمه همایی شاندیز
دوره 1، شماره 4 ، اسفند 1386، ، صفحه 319-334
چکیده
در این مقاله برای بیماران مبتلا به سرطان پستان که در مرحله III قرار دارند, برای رژیم ترکیبی دوکسوروبیسین و سیکلوفسفامید (AC) در شیمی درمانی کمکی قبل از عمل جراحی، "دز" دارویی بهینه ای طراحی می شود. مهمترین هدف پزشک معالج از اجرای این شیمی درمانی برای بیماران مبتلا به سرطان پستان مرحله ,III رساندن اندازه تومور به اندازه ...
بیشتر
در این مقاله برای بیماران مبتلا به سرطان پستان که در مرحله III قرار دارند, برای رژیم ترکیبی دوکسوروبیسین و سیکلوفسفامید (AC) در شیمی درمانی کمکی قبل از عمل جراحی، "دز" دارویی بهینه ای طراحی می شود. مهمترین هدف پزشک معالج از اجرای این شیمی درمانی برای بیماران مبتلا به سرطان پستان مرحله ,III رساندن اندازه تومور به اندازه ای مطلوب برای انجام عمل جراحی و برداشتن تومور, بدون آسیب رساندن به پستان بیمار است. رژیم های دارویی بهینه طراحی شده در این مقاله بر اساس شرایط خاص هر بیمار که پزشک معالج برآن واقف است و با در نظر گرفتن مقاومت سلول های سرطانی بیمار نسبت به رژیم دارویی اعمال شده، حاصل شده است. این امر به شکستن سناریوی تجویز مقدار داروی مساوی در مراحل مختلف شیمی درمانی نیز منجر می شود. با توجه به این امر در مقاله حاضر شیمی درمانی کمکی پیش از عمل جراحی به گونه ای فرمولبندی ریاضی می شود که علاوه بر از بین بردن سلول های سرطانی در پایان درمان به بهترین نحو ممکن, سلول های سالم بدن در پایان درمان به بهترین شکل ممکن حفظ شوند یا حالات مختلف قرار گرفته بین این دو مورد از نظر اهمیت را در بر گیرد. در این مقاله با کمینه کردن تابع هزینه ای که شامل دینامیک رشد سلول های سالم و سلول های سرطانی و نیز ضرایب وزنی پیشنهادی پزشک معالج است, رژیم دارویی AC بهینه برای بیماران مبتلا به سرطان پستان مرحله ,III به وسیله کنترل کننده بهینه طراحی و محاسبه می شود.
بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی
ناصر مهرشاد؛ محمد حسن قاسمیان یزدی
دوره 1، شماره 2 ، شهریور 1386، ، صفحه 119-129
چکیده
سلول های ساده کورتکس اولیه بینایی به قطعات لبه یا خط دارای جهت مشخص موجود در میدان دریافتشان پاسخ شدید می دهند. در این مطالعه، با استفاده از مدل محاسباتی این سلول ها، روش جدیدی برای آشکارسازی لبه ارایه شده است. در این روش، ابتدا پاسخ های مربوط به مدل محاسباتی سلول ساده در تعدادی جهت ترجیحی مختلف محاسبه می شود و سپس بردار گرادیان شدت ...
بیشتر
سلول های ساده کورتکس اولیه بینایی به قطعات لبه یا خط دارای جهت مشخص موجود در میدان دریافتشان پاسخ شدید می دهند. در این مطالعه، با استفاده از مدل محاسباتی این سلول ها، روش جدیدی برای آشکارسازی لبه ارایه شده است. در این روش، ابتدا پاسخ های مربوط به مدل محاسباتی سلول ساده در تعدادی جهت ترجیحی مختلف محاسبه می شود و سپس بردار گرادیان شدت روشنایی در هر نقطه تصویر با محاسبه جمع وزندار این پاسخ ها به دست می آید. پارامترهای مربوط به مدل محاسباتی سلول ساده به گونه ای تنظیم شده که عملگر حاصل در آشکارسازی، تعیین دقیق موقعیت و پاسخ یگانه به لبه پله آغشته به نویز سفید گوسی به صورت بهینه عمل کند. مجموعه این عوامل و ویژگی های موجود در تصاویر پزشکی سبب گردید تا عملگر حاصل برای آشکارسازی لبه در تصاویر پزشکی مناسب باشد. به منظور ارزیابی کمی روش پیشنهادی، تصاویر ساختگی و پزشکی به همراه نقشه مرجع لبه های مربوط به این تصاویر مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش پیشنهادی در مقایسه با روش های مرسوم آشکارسازی لبه (نظیر روش کنی) از کارایی بهتری برخوردار بوده و در مقابل تغییرات پارامترهای ورودی پایدارتر است.
بیومکانیک سلولی / مکانیک سلولی / مکانوبیولوژی
فرهاد طباطبایی قمشه؛ احمدرضا عرشی؛ مسعود محمودیان؛ مهیار جان‌احمدی
دوره -1، شماره 1 ، آبان 1383، ، صفحه 77-92
چکیده
در این مقاله، یک مدل جدید برای قلب ارایه شده است که نحوه تولید و گسترش زمانی و مکانی پتانسیل عمل از بخشهای مرکزی و محیطی ضربان ساز تا کل قلب را بر مبنای رفتار کانالهای یونی غشا های تحریک پذیر سلولهای متنوع قلبی مشخص می نماید. این چنین مدلی می تواند بستر و زمینه مناسبی برای پاسخگویی به طیف گسترده تری از ضرورتهای پژوهشی و آموزشی ...
بیشتر
در این مقاله، یک مدل جدید برای قلب ارایه شده است که نحوه تولید و گسترش زمانی و مکانی پتانسیل عمل از بخشهای مرکزی و محیطی ضربان ساز تا کل قلب را بر مبنای رفتار کانالهای یونی غشا های تحریک پذیر سلولهای متنوع قلبی مشخص می نماید. این چنین مدلی می تواند بستر و زمینه مناسبی برای پاسخگویی به طیف گسترده تری از ضرورتهای پژوهشی و آموزشی در فیزیولوژی، الکتروفیزیولوژی، فارماکولوژی و مهندسی پزشکی با استفاده از مدلسازی الکتروشیمیایی توده ای از سلولهای متنوع قلبی و ارتباط بین بافتها و سلولهای گوناگون قلبی فراهم آورد. مدل الکتروشیمیایی سه بعدی ساده شده ای که برای قلب در این مقاله ارایه شده است مدل مسیر مرکب قلبی یا به اختصار، مدل CEP نامیده می شود. این مدل شامل مدلهای سلولهای مختلف قلبی و برهمکنش آنها با یکدیگر است. مدل CEPنسخه 2.08 در یک نمای کلی، خصوصیات الکتروفیزیولوژیکی و الکتروشیمیایی قلب در شرایط فیزیولوژیکی را بیان می کند. این مدل یک شکل هندسی ساده شده قلبی را توصیف می کند و دارای 18 لایه 25 سلولی است. برای شبیه سازی معادلات مدل، برنامه کامپیوتری جامعی طراحی شد که در محیط نرم افزار MATLAB اجرا می شود و امکانات گرافیکی وپردازشی مناسبی را در اختیار می گذارد. در این مقاله، نحوه گسترش زمانی و مکانی پتانسیل عمل در قلب با استفاده از مدل CEP نشان داده شده است.
