شبيه سازي عددي جداسازي CTCها به روش هيدروديناميكي-داي الكتروفورسيس به صورت دو بعدي

كارشناسي ارشد

امروزه شيوع بيماري سرطان در دنيا رشد چشمگيري داشته و از عوامل اصلي مرگ‌و‌مير به‌شمار مي‌رود. در اين حوزه، سلول‌هاي سرطاني معلق در خون (CTCها) اهميت قابل توجهي در خصوص تشخيص سرطان در مراحل اوليه دارند. علاوه بر قدرت پيش‌بيني، CTCها مي‌توانند به‌عنوان "بافت برداري مايع" به‌عنوان ابزاري براي تحت نظر گرفتن بيمار پس از تشخيص بيماري، شناسايي مولكولي و نيز تجويز مؤثرترين رويكرد درماني بكار روند. به عبارتي CTCها به‌عنوان ابزاري مطالعاتي براي غلبه بر سرطان مطرح هستند. در چندين سال اخير بسياري از توجهات به ارائه روش‌هاي جداسازي CTCها معطوف شده است. تاكنون مكانيزم‌هاي گوناگوني در مقياس‌هاي مختلف به‌منظور به‌دام‌اندازي CTCها ارائه شده است. از آنجايي كه تكنولوژي ميكروسيالات قادر به انجام جداسازي با دقت بالا هستند، به‌عنوان ابزاري كارآمد بدين منظور مطرح هستند. هريك از روش‌هاي ميكروسيالي به‌دام‌اندازي CTCها، با توجه به مزايا و معايبي كه دارند، تنها براي اهداف خاصي مناسب مي‌باشند و كارايي عام ندارند. از اين رو لازم است تا روش‌هاي نويني، به‌منظور بهينه‌سازي پارامترهاي جداسازي ارائه شود. روش‌هاي ارائه شده براي جداسازي CTCها بايستي داراي بازدهي، خلوص و نيز دبي جريان متناسب با نيازها در كاربردهاي باليني باشند. از همين رو، روش‌هاي به‌دام‌اندازي بايد بيشترين ميزان جذب را داشته باشند تا قادر به به‌دام‌اندازي يك سلول در ميان تعداد زيادي سلول باشند، و از سوي ديگر بايستي ارائه دهنده‌ي خلوص بالا باشند تا نمونه خوني به‌طور مناسبي از سلول‌هاي غيرهدف پالايش شود. علاوه‌بر اين‌ها، روش‌هاي موردنظر بايستي دبي جريان بالايي داشته باشند تا قادر به پردازش محفظه‌هاي كلاسيك نمونه‌هاي خوني، در چارچوب زماني كوتاهي باشند. در ميان روش‌هاي ارائه شده، روش هيدروديناميكي داراي دبي و كارايي به‌دام‌اندازي بالايي است و از سوي ديگر روش داي‌الكتروفورسيس ارائه‌دهنده‌ي خلوص مناسبي مي‌باشد. لازم به ذكر است كه يكي از چالش‌هاي مطرح در جداسازي با استفاده از روش هيدروديناميكي، هم‌پوشاني اندازه‌اي بين CTCها و WBCها مي‌باشد كه منجر به كاهش بازده جداسازي مي‌شود. در اين پژوهش، با استفاده از ابزار شبيه‌سازي، با تلفيق اين دو روش پارامترهاي جداسازي را بهينه نموده و در نهايت توانستيم با غلبه بر چالش همپوشاني اندازه‌اي ذرات، به جداسازي با بازدهي 90.89% و خلوص 82.56% در دبي μl/h 50 دست يابيم.

189825

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر ساسان آسيايي

مهندسي پزشكي (بيومكانيك)

دكتر مهدي نويدبخش