شبیه سازی و بررسی خصوصیات مکانیکی و سطحی مری مصنوعی ساخته شده از منسوج حلقوی با پوشش نانوالیاف

مری یک بافت لوله ای شکل ماهیچه ای/مخاطی است که دهان و حلق را به معده متصل می کند. امروزه در بسیاری کشورها مخصوصاً در کشور ما بیماری های ناشی از عیوب مری باعث ناراحتی و صرف هزینه های زیاد درمان می شوند. تولید یک داربست مهندسی بافت مری می تواند به عنوان یک راه کار مناسب در مسیر سلامت جامعه باشد. پارچه های حلقوی پودی به خاطر خلل و فرج و الاستیسیته ی بالا در مهندسی بافت بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. می توان تراکم پارچه ی حلقوی را افزایش یا کاهش داد، اما به خاطر همین حفره ها، امکان رشد و تکثیر یکنواخت سلول ها وجود ندارد. بنابراین علاوه بر بررسی خصوصیات مکانیکی پارچه باید در سایر پارامترهای ضروری داربست نیز تحقیق کرد تا یک داربست ایده آل بافت تولید شود. در این پژوهش پارچه ی حلقوی پودی به عنوان یک داربست مهندسی بافت، برای تولید مِری مصنوعی شبیه سازی شد. این پارچه ی ظریف با نخ پلی گلیکولیک اسید(pga) روی ماشین تخت باف و به صورت لوله ای بافته شده تا شکل بافت مری را تولید کند. در مرحله ی اول خصوصیات فیزیکی پارچه ی حلقوی پودی سازنده ی داربست مورد بررسی قرار گرفت. انجام آزمایشات مکانیکی در پارچه های با کاربردهای خاص و یا گران قیمت مقرون به صرفه نمی باشد. بنابراین می توان با شبیه سازی پارچه در محیط مجازی علاوه بر بررسی خصوصیات آن حین آزمایش، بهینه ی شرایط تولید پارچه را به دست آورد. پس برای انجام شبیه سازی رایانه ای مدلی از پارچه ی حلقوی پودی استفاده شد. این پارچه بر اساس مدل دوبُعدی شش گوش که پیش از این ارائه شده بوده در محیط نرم افزار آباکوس ساخته شد. با توجه به محدودیت هایی که در استفاده از پارچه های متفاوت ساخته شده از نخ pga وجود داشت، برای اثبات مدل مکانیکی شش گوش از پارچه های نایلون با تراکم بافت متفاوت استفاده کردیم. جنس ماده ی سازنده ی پارچه با توجه به خصوصیات غیر خطی پارچه ی حلقوی و خود بافت مری از نوع هایپرالاستیک انتخاب گردید. پارچه های نایلونی و pga علاوه بر داده های تجربی با روش های محاسباتی و ریاضی و سپس روش رایانه ای مقایسه شد. به این ترتیب خصوصیات رفتاری پارچه ی مجازی هنگام اعمال کشش تک محوری در دو راستای طولی و عرضی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. در مرحله ی دوم فرآیند عبور غذا از این مدل به عنوان یک داربست مهندسی بافت مری بررسی شد؛ که مقایسه ی آن با داده های واقعی کارایی مدل را به خوبی نشان داد. در مرحله ی سوم با استفاده از یک درام جدید و پوشش پارچه ی حلقوی با نانوالیاف پلی کاپرولاکتون، تخلخل پارچه را کم کرده و در مرحله ی چهارم با پوشش ژلاتین روی این کامپوزیت پارچه و نانوالیاف آن را برای عملیات کشت سلولی آماده کردیم. با افزودن ژلاتین به سطح داربست میزان تخلخل و نیز زبری سطحی افزایش می یابد. بنابراین با استفاده از تکنیک های پردازش تصویر و روابط حاکم بر ضریب زبری سطحی، مورفولوژی سطح داربست مورد ارزیابی قرار گرفت.