بررسی نقش میکروتوبول‌ها در پاسخ سلول عصبی به بار انفجاری با استفاده از برهمکنش سیال-جامد

Abstract

آسیب تروماتیک مغز، بیان آسیب مغزی درنتیجه ترومای ناگهانی است. درک مکانیسم و اثرات چنین خساراتی به مغز جهت درمان صدمات بسیار مهم است. در این تحقیق، یک چارچوب محاسباتی برای به دست آوردن پاسخ سلول عصبی ارائه شده است. سلول عصبی متشکل از سه قسمت هسته، سیتوپلاسم، غشا و همچنین شبکه میکروتوبول‎ها با جهت گیری متفاوت شامل مربعی، ستاره‌ای و جهت گیری تصادفی در نظر گرفته شده است. در مدل‌سازی موج انفجار از بارگذاری فشار ناشی از لیزر و از روش المان محدود با اندرکنش سیال و سازه استفاده شده است. قسمت‌های سلول از مدل‌های مواد ویسکو الاستیک و الاستیک پیروی می‌کنند. نتایج به‌دست‌آمده در مقایسه با مطالعات آزمایشگاهی انجام‌شده، نشان‌دهنده‌ی سطوح مختلفی از آسیب سلولی است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که حضور شبکه میکروتوبول، فارغ از نوع آرایش شبکه، میزان جابجایی کلی سلول و تنش وون میزز در اجزای دیگر سلول را کاهش می‌دهند. همچنین شبکه میکروتوبول در برابر تنش‎های فشاری خارجی اعمالی به سلول، نقش مؤثری در مقاومت کلی سلول ایفا می‌کنند. تنش وون میزز در غشا، در حضور شبکه میکروتوبول‌ها کاهش 50 درصدی از 30 پاسکال به 15 پاسکال دارد.