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 می کند که توانایی تغییر عملکرد سلول را دارد. بررسی پاسخ سلول های بنیادی به نیروهای مکانیکی در شناخت عملکرد سلولها و بافتها در شرایط سالم و بیمار از اهمیت بالایی برخوردار است. توانایی تمایز سلولهای بنیادی مزانشیمی به دیگر سلولها، آن ها را به یک منبع سلولی بسیار مهم در مهندسی بافت تبدیل کرده است. درین مطالعه، با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی و روش محاسباتی اجزای محدود، به شبیهسازی اثر بارگذاری های مکانیکی بر سلول بنیادی پرداخته شد که شامل بررسی رفتار سلول، متاثر از رفتار اجزای داخلی آن، از طریق توزیع تنش و تغییر شکلهای بزرگ است. درین طرح، نرم افزار اجزای محدود آدینا برای شیبهسازی رفتارهای الاستیک خطی و هایپرالاستیک اجزای سلول (غشای سلول، سیتوپلاسم و هسته) تحت بار فشاری بهکار گرفته شد. نتایج حاصل، نشان دهنده ی پاسخ مکانیکی سلول بنیادی در بدن است که در اثر اعمال بار فشاری در محدوده ی مورد بررسی فیزیولوژیک، قابلیت تمایز به سلولهای استخوانی و غضروفی را دارد. جنبه های نوآوری برجستهی این حوزه تحقیق، استفاده از نوع سلول (سلول بنیادی بافت هم بندی چربی)، به کارگیری اجزای سلولی و نیز استفاده از مدلهای محاسباتی دقیقتر برای اجزای سلولی با بهره گیری از داده های آزمایشگاهی از خواص مکانیکی سلول است. این پژوهش میتواند گام اولیه ی مهمی در تحقیقات از سلولهای مختلف بیمارو بررسی پاسخهای آن سلولها به بارگذاری های مکانیکی با روش مشابه در جهت یافتن روش های درمانی جدید باشد. نتیجه ی آن باعث تعمیق مطالعات آسیب شناسی بافت و سلول خواهد بود.