نام پژوهشگر: رامین خادمی

مطالعه پارامترهای موثر بر طراحی و بهینه سازی بیوراکتور رشد سلول(داربست سه بعدی) برای تولید بافت
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سیستان و بلوچستان - دانشکده مهندسی شیمی 1391
  رامین خادمی   داود محبی کلهری

مهندسی بافت تلفیقی از مهندسی مواد، زیست شناسی، پزشکی و مهندسی شیمی بوده که هدف اصلی این رشته فراهم کردن شرایط مناسب برای تولید بافتهای زنده جهت جایگزینی آن در بدن یا ترمیم بافتهای آسیب دیده است. در این روش سلولها یک داربست کشت شده و سپس در بیوراکتوری جهت رشد بافت قرار داده میشوند. با توجه به هزینه زیاد مربوط به کشت و رشد سلولها و نیز خطرات مربوط به انتقال بیماری، انجام مدلسازی در این زمینه امری بسیار منطقی و کارآمد میباشد. همچنین نمونهبرداری و نیز مانیتور کردن پدیدههای انتقال به منظور فراهم کردن بستری مناسب جهت رشد سلولها، امری غیر ممکن است. دینامیک سیالات محاسباتی ابزاری را در اختیار ما قرار میدهد که در زمان و هزینه کمتر میتوان تاثیر پارامترهای مختلف در سیستم را بررسی نمود. در این تحقیق یک داربست ساخته شده در آزمایشگاه برای مهندسی بافت استخوان به منظور بررسی قابلیت داربست در عملکرد بیوراکتور در یک مدل سه بعدی بر مبنای روش المان محدود مدلسازی شد. در این مدلسازی به ترتیب از معادلات برینکمن در محیط متخلخل و قانون فیک برای بدست آوردن توزیع سرعت و پروفیل غلظت اجزا استفاده شده است. در مدل ارایه شده علاوه بر مصرف اکسیژن، مصرف گلوکوز)از رابطه میکاییل منتن( و تولید اسیدلاکتیت و نیز مقاومت سلولها در برابر نفوذ مواد غذایی به همراه مقاومت محیط متخلخل در پارامتر ضریب نفوذ موثر لحاظ شده است. در نهایت پس از بررسی اثر شبکه و انتخاب بهینه آن، دستگاه مناسبی جهت بررسی پارامترهای مورد مطالعه )متناسب با هدف پروژه( تعریف شده و سپس تاثیر پارامترهای هندسی )شعاع مجرا، طول داربست و ...(، خصوصیات داربست )ضریب تخلخل و ضریب تراوایی( و نیز تاثیر دانسیته سلول در اعداد رینولدز مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. بررسیهای انجام شده نشان میدهد که در بیوراکتور ساخته شده از این داربست، نواحی بحرانی )کم اکسیژن( رخ نمیدهد که این قضیه نشان از قابلیتهای این داربست جهت کشت سلول میباشد.