تحلیل عددی عملکرد سامانه های ریزسیالی مارپیچ واگرا برای جداسازی اسپرم مناسب بر مبنای مکانیزم های رئوتاکسی و تیگموتاکسی

امروزه مشکل ناباروری یکی از چالش های جدی در سطح جهانی است، به گونه ای که بیش از ۱۵% از زوجین در سراسر جهان با این معضل مواجه هستند. با توجه به ابعاد این چالش، توسعه و بهینه سازی فناوری های کمک باروری بیش از پیش ضرورت یافته است. یکی از گلوگاه های عملیاتی در این فناوری ها که نقشی تعیین کننده در افزایش نرخ موفقیت فرآیند لقاح ایفا می کند، جداسازی و انتخاب اسپرم های باکیفیت است. در این میان، فناوری ریزسیالات به دلیل برخورداری از مزایای متعددی نظیر توانایی در شبیه سازی دقیق محیط های درون تنی، قابلیت ارزیابی اسپرم در مقیاس میکرونی و ظرفیت بالای خودکارسازی در فرآیند جداسازی، توجه بسیاری را در حوزه ی فناوری های کمک باروری به خود جلب نموده است. در پژوهش حاضر، به کمک شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی توسط نرم افزار کامسول، اثر پارامتریک هندسه ی میکروکانال مارپیچ شامل شعاع های انحنای مختلف و سه نسبت انبساط متفاوت، در کنار تغییرات دبی جریان، بر مکانیسم های رئوتاکسی و تیگموتاکسی اسپرم مورد ارزیابی قرار گرفته است تا نقش برهم کنش میدان جریان و هندسه در بهینه سازی فرآیند جداسازی اسپرم تحلیل گردد. نتایج نشان داد که در دبی ۰.۰۰۰۶ میکرولیتر بر ثانیه، الگوی جریان پایدار و گرادیان سرعت مناسب تری برای هدایت جهت دار اسپرم ایجاد می شود. همچنین پیکربندی بهینه شامل شعاع ورودی بافر ۰.۲۵ میلی متر برای نیم دایره بزرگ و ۰.۱۵ میلی متر برای نیم دایره کوچک بود. اعمال انبساط هندسی ۰.۰۱ میلی متر در هر بخش نیم دایره ای منجر به بهبود یکنواختی میدان سرعت و کاهش برهم کنش های نامطلوب سطحی گردید. نتایج این مطالعه نشان می دهد که بهینه سازی همزمان پارامترهای هندسی و هیدرودینامیکی می تواند کارایی سامانه های ریزسیالاتی جداسازی اسپرم را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

کلیدواژه ها:

ریزسیال ، انتخاب اسپرم ، شبیه سازی عددی ، رئوتاکسی ، تیگموتاکسی