بررسی محاسباتی جریان سیال نوسانی بر پاسخ های سلول استئوبلاست در راکتور صفحه موازی

استخوان، همواره در حال تطابق ساختار داخلی خود با محیط خارجی اش است و این تغییرات در چند سطح رخ می دهد که سطح سلولی هم جزئی از آن است. اعمال جریان سیال در بیوراکتور، از متدوال ترین روش های تحریک سلولی است. طبق مشاهدات آزمایشگاهی، حضور مژک اولیه و جریان سیال نوسانی، پاسخ های استخوانی بیشتری را نسبت به جریان پایا در سلول ایجاد می کند. در مدلسازی های عددی پیشین در جریان پایا، نیاز به تعیین و اعمال فشار خروجی غیر صفر در بیوراکتو بود تا کرنشی یکنواخت در سلول ایجاد گردد و مقادیر آن در بازه استخوان زایی قرار گیرد. در این پژوهش با استفاده از روش برهم کنش سیال و سازه، سلول استئوبلاست در بیوراکتور بصورت جداگانه تحت جریان سیال نوسانی و پایا قرار گرفت تا پاسخ های سلولی در حضور مژک اولیه و بدون حضور آن مورد بررسی قرار گیرد. نتایج نشان داد که با اعمال جریان نوسانی در فشار خروجی صفر، مقادیر کرنش حجمی بصورت چشم گیری افزایش می یابد و کرنش یکنواختی در سلول ایجاد می شود بطوریکه نیازی به تعیین و اعمال فشار خروجی غیر صفر در بیوراکتور نیست. هم چنین، با اعمال جریان نوسانی در حضور مژک اولیه، مقدار بیشینه کرنش در پایه ی مژک بیشتر از جریان پایاست در نتیجه کانال های یونی فعال شونده با کشش، کرنش بیشتری را تحمل خواهند کرد و فرایند القای استئوژنیک تسهیل می گردد.

کلیدواژه ها:

استئوبلاست ، مدولاسیون مکانیکی ، جریان نوسانی ، برهم کنش سیال-سازه ، مژک اولیه