بررسی عددی تاثیر پارامترهای هندسی و غیر هندسی بر توزیع سلولی و تغییرات تنش برشی درون سیستم های تومور بر تراشه

پارامترهای گوناگونی وجود دارند که توزیع سلول ها در سیستم های میکروفلویدیکی تومور بر تراشه را تحت تاثیر قرار میدهند. هندسه های متفاوت، ابعاد کانال ها، دبی های ورودی و همین طور غلظت های سلولی از جمله پارامترهایی هستند که در انجام این آزمایشات موثر می باشند. در این مطالعه با استفاده از روش های عددی و به کارگیری مدل دوفازی اویلر لاگرانژ، تاثیر پارامتر های مختلف از قبیل پارامتر های هندسی ، غلظت های سلولی و دبی های ورودی بر روی نحوه توزیع سلول درون اینگونه تراشه ها مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت طراحی بهینه ای از این تراشه ها ارایه گردیده است. تنش های وارد بر سلول در طول آزمایش نیز یکی دیگر از پارامتر هایی است که در این مطالعه به آن توجه شده است، زیرا افزایش تنش برشی وارد بر سلول های زنده باعث تغییر در شکل و در نهایت منجر به صدمه و مرگ آن ها خواهد شد. در این مطالعه جریان سیال به صورت سه بعدی، پایا، آرام، غیر قابل تراکم، نیوتونی و محیط به صورت پیوسته در نظر گرفته شده است. نتایج این تحقیق نشان دادند که اگرچه دبی ورودی تاثیر زیادی در توزیع سلولها | ندارد، اما بسته به ابعاد کانال و ویسکوزیته سیال مورد استفاده، نباید از مقدار معینی تجاوز نماید؛ زیرا منجر به عبور تنش برشی وارد بر سلول، از حد مجاز خود می شود. بررسی ها همچنین نشان دادند زمانی که نسبت طول به عرض مقطع کانال ها برابر با 1 باشد( 300میکرومتر)، تنش برشی مینیمم و مجموع س لول های درون چاهک ها ماکزیمم خواهد بود و در نتیجه می توان از غلظت های سلولی پایین تری برای انجام آزمایش بهره برد. بر اساس نتایج، تنها مدل استفاده همزمان از 3 ورودی در بالای تراشه، توزیع یکنواخت و قابل قبولی را ارایه می دهد و این درحالی است که تعداد سلول تجمع یافته درهرچاهک نیز مقدار قابل قبولی می باشد