شبیه سازی عددی و مدل سازی ریاضی سامانه های اندام روی تراشه برای غربالگری دارو و پزشکی شخصی سازی شده

سامانه های اندام روی تراشه به عنوان پلتفرم های میکروفلوئیدیکی پیشرفته، امکان بازسازی کنترل شده بخشی از ریزمحیط فیزیولوژیک اندام های انسانی را فراهم می کنند. با وجود ظرفیت بالای این سامانه ها در غربالگری دارو و پزشکی شخصی سازی شده، پیچیدگی پدیده های فیزیکی و زیستی حاکم بر آن ها ضرورت استفاده از مدل سازی ریاضی و شبیه سازی عددی را برجسته می سازد. هدف این مقاله، مرور نقش مدل های ریاضی و ابزارهای محاسباتی در طراحی، تحلیل و کاربرد سامانه های اندام روی تراشه است.در این مطالعه مروری، مفاهیم بنیادین اندام روی تراشه، اجزای اصلی، انواع سامانه ها، پدیده های فیزیکی و زیستی، روش های مدل سازی ریاضی، شبیه سازی عددی و کاربردهای دارویی و بالینی این فناوری بررسی شد. تمرکز اصلی بر ارتباط میان مدل سازی محاسباتی، غربالگری دارو و پزشکی شخصی سازی شده بود. مدل سازی جریان سیال، انتقال جرم، واکنش–انتقال، رفتار مکانیکی بافت و پاسخ سلولی، امکان پیش بینی دقیق تر عملکرد تراشه و بهینه سازی شرایط آزمایش را فراهم می کند. همچنین، ترکیب سامانه های اندام روی تراشه با مدل های فارماکوکینتیک، فارماکودینامیک، PBPK، حسگرهای زیستی و یادگیری ماشین می تواند قابلیت پیش بینی پاسخ دارویی و سمیت را افزایش دهد.سامانه های اندام روی تراشه، در صورت اعتبارسنجی و استانداردسازی مناسب، می توانند به عنوان ابزارهایی مکمل و قدرتمند در توسعه دارو، کاهش استفاده از مدل های حیوانی و تحقق پزشکی شخصی سازی شده مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

اندام روی تراشه ، مدل سازی ریاضی ، شبیه سازی عددی ، غربالگری دارو ، پزشکی شخصی سازی شده