بررسی نقش میکروتوبول ها 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، ستاره ای و جهت گیری تصادفی در نظر گرفته شده است. در مدل سازی موج انفجار از بارگذاری فشار ناشی از لیزر و از روش المان محدود با اندرکنش سیال و سازه استفاده شده است. قسمت های سلول از مدل های مواد ویسکو الاستیک و الاستیک پیروی می کنند. نتایج به دست آمده در مقایسه با مطالعات آزمایشگاهی انجام شده، نشان دهنده ی سطوح مختلفی از آسیب سلولی است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که حضور شبکه میکروتوبول، فارغ از نوع آرایش شبکه، میزان جابجایی کلی سلول و تنش وون میزز در اجزای دیگر سلول را کاهش می دهند. همچنین شبکه میکروتوبول در برابر تنش‎های فشاری خارجی اعمالی به سلول، نقش موثری در مقاومت کلی سلول ایفا می کنند. تنش وون میزز در غشا، در حضور شبکه میکروتوبول ها کاهش 50 درصدی از 30 پاسکال به 15 پاسکال دارد.