محمد رضا سلطانی صدرآبادی - گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران
بهمن وحیدی - گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران
روزبه ریاضی - گروه مهندسی هوا- فضا، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

مقدمه: تحلیل جریان خون در شریان ­های مغزی از موضوعات دارای کاربردهای بالینی پر اهمیت است. بررسی سوابق تحقیقاتی نشان می ‌دهد که تاکنون در خصوص بررسی جریان خون در رگ ‌های حلقه­ ویلیس با بررسی تنش برشی روی دیواره و هم چنین با در نظر گرفتن اثرات هایپرالاستیک بودن دیواره­ رگ و برهم ­کنش سیال و سازه(Fluid-Structure Interaction) در شرایط مختلف گرانش، ارائه نشده است. این مطالعه در حوزه طب هوا-فضا دارای کاربرد می باشد. مواد و روش‌ ها: برای بررسی جریان خون در شریان ­های مغزی و هم چنین تنش روی دیواره آن­ ها در شرایط مختلف گرانش از روش ­های دینامیک سیالات محاسباتی(Computational Fluid Dynamics) استفاده‌ شده است. حلقه­ ویلیس به ‌عنوان مجاری انعطاف­ پذیر معرفی و رفتار دیواره­ رگ ‌هایپرالاستیک فرض ‌شد. حل جریان به­ روش برهم­ کنش سیال و سازه در دو شتاب گرانشی صفر و 8/9 متر بر مجذور ثانیه مورد بررسی قرار گرفت. برای طراحی هندسه، تعداد 248 تصویر سی­ تی آنژیوگرافی استفاده شده است. شرایط مرزی با احتساب چندشاخگی و خودتنظیمی، در ورودی و خروجی شریان­ ها اعمال شد. یافته ‌های پژوهش: در حالت گرانش 8/9 متر بر مجذور ثانیه، مقدار حداکثر تنش برشی روی دیواره برابر 9/3 پاسکال و در حالتی که از گرانش صرف ‌نظر شد، مقـــدار آن بــرابر با 5/6 پاسکال به ­دست آمد. با بررسی نتایج جریان خون در گرانش 8/9 متر بر مجذور ثانیه، فشارخون در رگ‌ های بالایی حلقه ویلیس نسبت به فشارخون خروجی از قلب، کاهش چشم ‌گیری داشته است. بحث و نتیجه‌ گیری: با توجه به این که نرخ تولید مواد بیوشیمیایی در پاسخ به محرک مکانیکی رابطه مستقیـــمی با تنش برشـــی دارد، پیش ­بینی می­ شود که در رگ­ های ارتباطی خلفی و قدامی(Anterior and posterior communication arteries) آن نوع واکنش ­های بیوشیمیایی بیشتر از دیگر رگ ­های مورد بررسی رخ دهد. از نتایج به ‌دست ‌آمده از این پژوهش می ­توان در آزمایش ‌های فیزیولوژی فضانوردان و مطالعات مکانوبیولوژیکی عروق مغزی در شرایط پاتولوژیکی و نیز در مطالعات رشد و ترمیم در پزشکی بازساختی استفاده نمود.  

Bifluids, Cerebral arteries, Gravity, Numerical simulation, Shear stress, سیالات زیستی, عروق مغزی, گرانش, شبیه‌ سازی عددی, تنش برشی