بهمن وحیدی
استادیار مهندسی پزشکی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران
[ 1 ] - اثر نحوه اتصال مژک اولیه به سلول در پاسخ آن به جریان سیال: شبیه سازی محاسباتی سه بعدی
مژک اولیه اندامکی است که تقریبا در تمامی سلولهای بدن مهره‌داران وجود دارد. این اندامک که مانند شاخک از سطح سلول بیرون زده است به عنوان حسگر سلول شناخته می‌شود که می‌تواند تحریکات مکانیکی و شیمیایی وارد بر سلول را حس کند. در اثر عبور جریان سیال از سطح سلول، مژک اولیه خم می‌شود و غشای اطرافش تحت کرنش قرار می‌گیرد. در اثر این کرنش کانال‌های یونی موجود در غشا فعال می‌شوند و می‌توانند یون‌های کلسیم...
[ 2 ] - بررسی آسیب سلول عصبی در پاسخ به نیروی کششی
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 ...
[ 3 ] - بررسی محاسباتی اثر ضخامت و سختی بسترکلاژنی بر پاسخ سلولهای بنیادی مزنشیمال در محیط کشت
بررسی تحریکات مکانیکی موثر بر سلول بنیادی در شرایط طبیعی بدن و همچنین شرایط کشت آزمایشگاهی، موضوعی بسیار مهم درجهت دستیابی به توانایی کنترل بر رفتار و پاسخهای سلولی همچون رشد، تکثیر و تمایز می‌باشد. درمورد عوامل بیومکانیکی دخیل در این پدیده پژوهش‌های فراوانی انجامشده است. امروزه ثابتشده است که عواملی همچون مورفولوژی سلول، آرایش اجزای زیرسلولی، هندسة داربست، سختی بستر و تحریک مکانیکی اعمالی ا...
[ 4 ] - تحلیل عددی تحریک فشاری سلول بنیادی مزانشیمی کشت داده شده با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی و روش اجزای محدود
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 سل...
[ 5 ] - مطالعة آزمایشگاهی عوامل مؤثر برحرکت دودی‌شکل میزنای در مجرای بیولوژیک
جریان پریستالتیک یا دودی‌شکل یکی از مهم‌ترین مکانیسم‌های انتقال سیال است. این جریان علاوه بر کاربردهای متنوع در مهندسی، مکانیسم بسیار مهم انتقال سیال در بسیاری از اندام‌های بیولوژیک به خصوص در دستگاه گوارش و دفع ادرار محسوب می‌شود. در این مقاله، انتقال بولاس ادرار در میزنای با استفاده از دستگاه شبیه‌ساز حرکات دودی‌شکل بررسی شده است. از ویژگی‌های این دستگاه می‌توان به قابلیت برر...
[ 6 ] - تحلیل عددی انسداد کامل شریان کاروتید معمولی انسان در اثر پدیده ترومبوآمبولی شریانی با ارائه یک مدل اجزای محدود تماسی
ترومبوآمبولی شریانی از مهم ترین عوامل مرگ و میر در بیماران قلبی است. در شریان های خون رسان مغز، ذرات جدا شده لخته های خون به صورت آمبولی به بافت مغز منتقل می شوند و سبب ضایعات عصبی یا سکته مغزی می شوند. در این تحقیق برای اولین بار یک مدل عددی ارائه شده است که در آن انسداد کامل شریان کاروتید انسان در اثر حرکت فیزیکی یک توده لخته خون با هندسه کروی مورد بررسی قرار گرفته است. در این مدل عددی، جریان...
[ 7 ] - تحلیل عددی پارامترهای موثر بر جریان در یک مدل کامل میزنای با حرکت دودی شکل
جریان بازگشتی (رفلاکس) مثانه به میزنای یکی از عوامل شایع پدید آورنده بیماری های پیلونفریت و سیستیت است. اتساع میزنای، لگنچه کلیوی و کالیس ها به طور معمول در اثر رفلاکس مشاهده می شود. در این مقاله به منظور بررسی پدیده مذکور، یک مدل متقارن محوری معرفی شده است. برای مدلسازی انقباض میزنای از یک جسم صلب که با جدار خارجی میزنای برخورد دارد، استفاده شده است. معادلات اجزای محدود برای سیال و جامد با است...
[ 8 ] - شبیه‌سازی پدیده ترومبوآمبولی در دوشاخگی شریان کاروتید با استفاده از روش برهمکنش سیال و جامد: نقش زاویه دوشاخگی بر همودینامیک شریان
با وجود اهمیت زیادی که پدیده ترومبوآمبولیسم به عنوان عامل اصلی سکته مغزی دارد تاکنون اطلاعات اندکی در مورد عوامل همودینامیکی‌ای که در مسیر حرکت آن موثر هستند به‌دست آمده است راستای. در بررسی اثر آمبولی در انسداد و یا انتقال آمبولی، در تحقیق حاضر یک مدل عددی ارائه شده که در آن حرکت یک توده لخته خون با هندسه ایده‌آل کروی در دوشاخگی شریان کاروتید انسان بررسی شده است. زاویه دوشاخگی به عنوان یک متغی...
[ 9 ] - A finite elements study on the role of primary cilia in sensing mechanical stimuli to cells by calculating their response to the fluid flow
The primary cilium which is an organelle in nearly every cell in the vertebrate body extends out of the cell surface like an antenna and is known as cell sensor of mechanical and chemical stimuli. In previous numerical simulations, researchers modeled this organelle as a cantilevered beam attached to the cell surface. In the present study, however, we present a novel model that accommodates for...
[ 10 ] - شبیه سازی عددی جریان هوا در مجاری نای- برونشی انسان
شناخت رفتار و الگوی جریان در مجاری تنفسی انسان به علت اینکه اساس شناخت حرکت و نشست ذرات در سیستم تنفسی است و کمک به پیش‌بینی اثر داروهای تنفسی، آلاینده‌ها و بیماری‌هایی از جمله سرطان میکند، در دهه‌های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. از این رو در این مطالعه اثر دو شرط مرزی: (1) دبی جریان خروجی یکسان در تمامی خروجی‌ها و (2) فشار ایستای برابر با صفر در تمامی خروجی‌ها، و تغییرات دبی ورودی جر...
[ 11 ] - بررسی عددی رفتار کرنش سختی سلولهای بنیادی مزنشیمال بر روی بسترهای الاستیک
به‌منظور پیش‌بینی دقیق پاسخ سلولی، لازم است که در کنار سایر عوامل، اثر پهن‌شدن سلول روی بستر، به عبارتی دیگر اثر سختی بستر نیز در نظر گرفته شود. همچنین، تنش‌های ایجادشده روی هسته، بر اثر پهن‌شدن سلول، نقش تعیین کننده‌ای را در سرنوشت یک سلول بنیادی ایفا می‌کنند. در این پژوهش، اثر کرنش سختی یک سلول مزنشیمال، در مدلی دو بعدی از سلول، به کمک روش اجزای محدود، با اعمال جابه‌جایی تابع زمان به مرز سیت...
[ 12 ] - بررسی عددی انتقال اکسیژن و جریان خون روی آرایه‌هایی از فیبرهای سه‌بعدی ریه‌ی مصنوعی
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...
[ 13 ] - شبیه سازی دینامیک مولکولی برهمکنش داروی ضد سرطان پاکلیتاکسل با غشای سلولی: بررسی تغییرات انرژی واندروالسی و فاصله مرکز جرم
به دلیل افزایش روزافزون سرطان و تولید داروی جدید در درمان آن در این تحقیق به بررسی برهمکنش داروی جدید ضد سرطان آبگریز پاکلیتاکسل بر روی غشای سلولی با استفاده از ابزارهای محاسباتی پرداخته شده است. از نرم افزار دینامیک مولکولی NAMD و همچنین، نرم افزار VMD برای آماده سازی فایل های ورودی که از بانک داده های پروتیین گرفته شده بودند˛ جهت شبیه سازی و همچنین تحلیل و بررسی داده های خروجی استفاده شده است...
[ 14 ] - تحلیل جریان خون در حلقه‌ی ویلیس مغزی با استفاده از تصاویر سی تی اسکن و روش برهمکنش سیال-سازه
بررسی جریان خون مغزی اهمیت زیادی در شناخت چگونگی ایجاد و شرایط خطر آفرین بیماریهای عروق مغزی دارد. از این‌رو در این مطالعه با دیدگاه نوآورانه اهمیت بخشی به انعطاف‌پذیری دیواره، جریان خون در حلقه‌ی ویلیس و همچنین تنش برشی روی دیواره آن عروق بررسی شده است. در این پژوهش، برای طراحی هندسه و مدل قابل‌استفاده برای حل جریان خون، تصویر سی تی آنژیوگرافی مورد استفاده قرار گرفت است. از روش اجزای محدود جهت...
[ 15 ] - شبیه سازی محاسباتی جریان هوا همراه با ذرات معلق در ریه انسان: بررسی اثر گرانش
سطح وسیع ریه با حصارهای هوا-خونی خود، در معرض ذرات معلق هوای ورودی می‌باشد. در این شرایط چنانچه این ذرات آلوده باشند، اثر متقابل ذرات-ریه بر روی هم می‌تواند موجب ایجاد خطرات و صدمات جدی بر روی سلامتی انسان شود. از طرفی، این واکنش‌ها در راستای دارورسانی به بدن انسان نیز استفاده می‌شود. در هر دو حالت، تخمینی دقیق از مقدار و محل نشست ذرات در مجاری تنفسی اساس درک مکانوبیولوژیکی این بیماری‌ها می‌باش...
[ 16 ] - تحلیل عددی اثر تغییرات شتاب گرانشی بر نشست ذرات معلق در مسیرهای هوایی نای-برونشی انسان: شبیه سازی محاسباتی سه بعدی
در جهت پیش‌بینی ایجاد برخی بیماریهای تنفسی و آثار آنها در مجاری و یا پیش‌بینی دوز و اثر داروهای تنفسی جهت کنترل یا درمان این بیماری‌ها، بحث رسوب آئروسل‌های دارویی و ذرات بیماری‌زا مطرح می‌شود. از جمله عوامل مؤثر بر رسوب ذرات در مجاری تنفسی می‌توان به الگوی تنفس و جریان در مجاری، اندازه و چگالی ذرات، هندسه مجاری و نیروی گرانش وارد بر این ذرات اشاره کرد. در این مطالعه، به بررسی اصلاح و تغییر الگ...
[ 17 ] - بررسی نقش میکروتوبول‌ها در پاسخ سلول عصبی به بار انفجاری با استفاده از برهمکنش سیال-جامد
آسیب تروماتیک مغز، بیان آسیب مغزی درنتیجه ترومای ناگهانی است. درک مکانیسم و اثرات چنین خساراتی به مغز جهت درمان صدمات بسیار مهم است. در این تحقیق، یک چارچوب محاسباتی برای به دست آوردن پاسخ سلول عصبی ارائه شده است. سلول عصبی متشکل از سه قسمت هسته، سیتوپلاسم، غشا و همچنین شبکه میکروتوبول‌ها با جهت گیری متفاوت شامل مربعی، ستاره‌ای و جهت گیری تصادفی در نظر گرفته شده است. در مدلسازی موج انفجار از ب...
[ 18 ] - A patient-specific study of blood flow in a cerebral aneurysm using medical images
Background: Cerebral aneurysm disease causes intracranial hemorrhage by rupturing, which can eventually, lead to organ failure or death. For this reason, it is important to anticipate the reasons for rupturing of a cerebral aneurysm from biomechanical point of view. Investigating this disease may even help the physicians to find treatments and predict the patient’s situation. This research was ...
[ 19 ] - شبیه سازی محاسباتی پدیده آمبولی ریوی با استفاده از تصاویر رادیولوژیکی بیمار
آمبولی ریوی یکی از شایع‌ترین بیماری‌ها در میان جوامع بشری به‌خصوص بیماران بستری است. با این‌وجود، تاکنون این پدیده از منظر مکانیکی مورد بررسی قرار نگرفته و اطلاعات اندکی درباره‌ی عوامل همودینامیکی موثر در مسیر حرکت لخته و برهمکنش میان آنها وجود دارد. این بیماری علی‌رغم درمان‌پذیری مناسب در صورت تشخیص به‌موقع، به‌دلیل داشتن علائمی مشترک با سایر بیماری‌ها و در نتیجه دشوار شدن تشخیص به‌موقع و آس...
[ 20 ] - تحلیل عددی شریان کرونری استنت گذاری شده: بررسی عملکرد دو استنت با جنس های منیزیمی و فولادی
در سال‌های اخیر، استفاده از استنت‌های شریانی برای درمان بیماری گرفتگی شریان‌های کرونری قلب افزایش یافته است. استنت‌های آلیاژی منیزیمی زیست‌تخریب‌پذیر در سال‌های اخیر به علت چشم‌اندازهای بالقوه‌شان بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. برای مصارف گسترده‌تر استنت‌های فلزی جذبی در مراکز بالینی، بایستی عملکردشان با استنت‌های فلزی دائمی بر مبنای رفتار مکانیکی‌شان قابل مقایسه باشد. در این پژوهش، از روش اجز...
[ 21 ] - بررسی محاسباتی تأثیر چسبندگی بین سلول سرطانی و دیواره رگ بر حرکت سلول در رگ‌های خونی با استفاده از روش برهمکنش سیال-سازه
حرکت سلول سرطانی در خون و چسبندگی‌های آن در حین متاستاز، از پیچیده‌ترین سازوکارهایی است که در بدن انسان اتّفاق می‌افتد. در این تحلیل یک مدل دوبعدی از حرکت سلول سرطانی توسعه داده شده است که در دو حالت مختلف در یک مسیر مستقیم در رگ خونی حل می‌شود. دو حالت تحلیل شامل وجود و عدم وجود چسبندگی بین سلول سرطانی و دیواره رگ در حضور چسبندگی بین سلول سرطانی و گلبول سفید است. این تحلیل‌ها با روش اجزای محدود...
[ 22 ] - بررسی اثر هندسه‌ی داربست مهندسی بافت استخوان بر مدولاسیون مکانیکی رفتار لایه سلولی
پیشرفت در روش‌های تولید افزایشی تاثیر چشمگیری در امکان کنترل و اصلاح طرح داخلی داربست استخوانی و ویژگی‌های آن گذاشته است. این امر موجب ارائه‌ی روش‌های نوین برای طراحی داربست‌های مهندسی بافت استخوان شده است. طراحی کامپیوتری داربست‌های مبتنی بر سطوح مینیمال مثلثاتی به دلیل نسبت سطح به حجم بالا که عاملی حیاتی در پژوهش‌های زیستی است، مطرح می‌باشد. از آنجایی که تحریک‌های مکانیکی اعمال شده در حین عبو...
[ 23 ] - Analysis of the Effects of Hyperthermia with Magnetic Nanoparticles on Cancer Tissues
Introduction: Hyperthermia is one of the noninvasive methods of treating cancer. In this method, heat can be generated in several methods. One of these methods is injecting magnetic nanoparticles as a solution into the tumor site and place it in a magnetic field. Methods: The study was analytical one, modeling was performed using computational methods, and in vitro experimental data were used ...
نویسندگان همکار
اصغر خرم 1