تحلیل مکانیکی سلولوهای بیولوژیک با استفاده از میکروتیر تحریک شده در میدان الکترواستاتیک

چکیده تحقیقات چند دهه‌ی اخیر نشان داده است که عملکرد سلول‌های بیولوژیک با نحوه‌ی تغییر شکل آن‌ها در واکنش به نیروها وتنش‌های خارجی وارد بر سلول مرتبط بوده و لذا طراحی میکروحسگرهایی با کاربری ساده و ارزان که قادر به تعیین خواص مکانیکی سلول باشند، مناسب به نظر می‌رسد. در پروژه‌ی حاضر استفاده از میکروتیری با دو انتهای درگیرکه در وسط مجهز به فشارنده‌ای جهت انتقال نیرو به سلول بوده و به روش الکترواستاتیک تحریک می‌شود، به عنوان روشی جهت اعمال بار محوری روی سلول پیشنهاد شده است. در این تحقیق تلاش شده تا با به‌کارگیری روش‌ جمع مد و روش چند مقیاسی برای حل تقریبی معادلات جبری و دیفرانسیلی غیر‌خطی حاکم بر تغییر شکل میکروتیر، روابطی به صورت فرم بسته استخراج شوند که تعیین خواص مکانیکی سلول به کمک آن‌ها امکان‌پذیر باشد. به منظور مطابقت هرچه بیشتر نتایج با شرایط کاربری واقعی سیستم، اثرات میدان لبه¬ای و میرایی ناشی از لایه¬ی فشرده¬ نیز در تحلیل استاتیکی و دینامیکی میکروتیر دخالت داده شده و معادله‌ی حاکم بر مدل ویسکوالاستیک سلول نیز استخراج می‌شود. نتیجه‌ی حاصل حاکی از وابستگی خطی نیروی فشردن سلول با خیز دینامیکی نقطه‌ی میانی میکروتیر، تحت شرایطی معین، می‌باشد که شیب منحنی تغییرات آن در تعیین خواص مکانیکی انواع سلول قابلیت استفاده دارد.