شبیه‌سازی نای انسان در دانشگاه امیرکبیر

به گزارش کسب و کار نیوز، در جراحی نای به روش رزکسیون- آناستوموز، پس از برداشتن بخش آسیب دیده از نای، دو انتهای بخش‌های باقی مانده به هم متصل می‌شوند، که خود باعث کشیده شدن نای در جهت طولی و در نتیجه سخت تر شدن آن می‌شود. بنابراین امکان پذیر بودن انجام این روش، به طول بخش آسیب دیده نیز وابسته است. با در اختیار داشتن خواص مکانیکی نای، می‌توان رفتار مکانیکی نای جراحی شده به این روش را مدلسازی کرد، که خود گامی در جهت بهینه سازی این روش جراحی محسوب می‌شود.

افزایش موفقیت کارکردی نای مصنوعی در بدن

در مورد استفاده از نای مصنوعی نیز، سازگاری خواص مکانیکی گرافت و بافت طبیعی حائز اهمیت است. هرگونه داربست مورد استفاده در مهندسی بافت نای، باید خواص مکانیکی مشابه با بافت طبیعی را دارا باشد تا بتواند در شرایط مکانیکی طبیعی نای در بدن، عملکرد مناسبی را نشان دهد. در غیر اینصورت، عملکرد تنفسی با اختلال روبرو می‌شود. با توجه به اینکه نای یک استوانه کامل نیست، اما داربست تهیه شده، اغلب استوانه‌ای شکل است، بنابراین، سازگاری هندسی میان نای طبیعی و بخش استوانه‌ای پیوند زده شده نیز حائز اهمیت است. با انجام مشخصه یابی مکانیکی نای و دستیابی به توصیفی کارآمد از خواص مکانیکی این بافت، می‌توان این سازگاری را با کمک مدلسازی، مورد مطالعه قرار داد و میزان موفقیت کارکردی نای مصنوعی در بدن را تا حد زیادی پیش بینی کرد.

مدل سازی اجزای محدود نای طبیعی

در این راستا با پشتیبانی صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران معاونت علمی “ارزیابی مکانیکی و شبیه سازی نای انسان” توسط محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام شد.

خواص مکانیکی نای تاکنون به طور کامل تعیین نشده است. برخی مطالعات به منظور درک رفتار اجزای نای یعنی غضروف، بافت ماهیچه ای و بافت همبند، انجام شده‌اند.

هدف از این مطالعه مشخصه‌یابی مکانیکی نای انسان با استفاده از آزمایش کشش، مدل سازی اجزای محدود نای طبیعی بر اساس مدل واقعی انسانی با استفاده از تصاویر نای انسان، و شبیه سازی نحوه عملکرد داربست های کیتوسان-ابریشم ساخته شده برای کاربرد در مهندسی بافت نای در شرایط پیوند زده شده به نای انسان یا نای جراحی شده به روش رزکسیون- آناستوموز است. مشخصه یابی مکانیکی نای انسان با استفاده از آزمایش مکانیکی، مدل سازی اجزای محدود نای طبیعی بر اساس مدل واقعی انسانی با استفاده از تصاویر نای انسان، شبیه سازی نحوه عملکرد داربست های کیتوسان-ابریشم ساخته شده برای کاربرد در مهندسی بافت نای در شرایط پیوند زده شده به نای انسان و شبیه سازی نحوه عملکرد نای جراحی شده به روش رزکسیون- آناستوموز از اهداف اصلی انجام این طرح است.

روشی امیدبخش برای درمان ضایعات نای

بر اساس این گزارش، نای مجرایی برای تهویه و نیز تخلیه ترشحات نای و نایژه‌ها است و می‌تواند در معرض بیماری‌های مختلفی قرار گیرد. در درمان اکثر ضایعات نای، از روش جراحی رزکسیون- آناستوموز استفاده می‌شود که در آن پس از برداشتن بخش آسیب دیده، دو بخش باقی مانده به هم متصل می‌شوند.

با توجه به مشکلات همراه با چنین روش‌هایی، مهندسی بافت که با استفاده از سلول‌های زنده به ترمیم بافت‌های آسیب دیده بدن می‌پردازد، روشی امیدبخش برای درمان ضایعات نای به نظر می رسد. با توجه به اهمیت عملکرد مکانیکی نای در فرآیند تنفس، هرگونه داربست مورد استفاده در مهندسی بافت نای باید از سازگاری مکانیکی و هندسی با نای طبیعی برخوردار باشد تا بتواند در شرایط طبیعی نای در بدن عملکرد مناسبی را نشان دهد. از طرفی جراحی نای نیز می‌تواند رفتار مکانیکی آن را تحت تاثیر قرار دهد. به منظور مطالعه عملکرد داربست پیوند زده شده، یا نای جراحی شده در شرایط طبیعی بدن، ارزیابی خواص مکانیکی نای ضروری است.

بنا بر اعلام معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، به این منظور  پس از انجام مراحل قانونی و کسب رضایت از بستگان درجه یک، نای انسان از اهداکنندگان عضو (دچار مرگ مغزی)، استحصال و در شرایط مناسب نگهداری خواهد شد و تحت آزمایش کشش قرار خواهد گرفت. در ادامه داده‌های حاصل از این آزمایش‌ها، بر مدل‌های هایپرالاستیک موجود برازش خواهند شد تا مناسب‌ترین معادله بنیانی برای نای انسان حاصل شود.

انتهای پیام