شبیه سازی عددی جداسازی سلول های اسپرم متحرک از طریق ویژگی های ذاتی در یک تراشه ی میکروسیالی

با توجه به افزایش روز افزون ناباروری در زوجین، انتخاب اسپرم سالم و با تمامیت DNA بالا از اهمیت زیادی در لقاح مصنویی برخوردار است. در پژوهش پیشرو با استفاده از علم میکروسیالات و با روشی غیر فعال، شبیه سازی سه بعدی جداسازی اسپرم های متحرک از طریق دو ویژگی ذاتی رئوتاکسی و نفوذ اسپرم؛ انجام شده است. درابتدا طرح تراشه به صورت مفهومی و نحوه ی فعال سازی دو ویژگی ذاتی بررسی شده است. سپس میدان سرعت و برش محاسبه شده و نشان داده می شود که در این میدان سرعت رئوتاکسی اتفاق می افتاد. بعد از آن با ایجاد یک نوآوری در معادله چرخش اسپرم یا همانمعادله ی ادلر در یک کد متلب، چرخش ذرات اسپرم متحرک که قابلیت چرخش و شنا در خلاف جریان را دارند، ردیابی شد. در ادامه به عنوان یک نوآوری کوپل نیروی مهاجرت پخشی با اتصال (دیفیوزفورسیس) و معادلات انتقال جرم پخش و همرفتی انجام شده و نفوذ ذرات اسپرم متحرک در جریان بافری با دبی ۱/۵ برابر دبی جریان اسپرم، بررسی شد. با بررسی نتایج مشاهده شد که راندمان جداسازی در اثر رئوتاکسی در حدود ۱۰۰% و از طریق نفوذ یا همان شکاف جریان در حدود ۶۵% می باشد که نشان از کارکرد مناسب طرح می باشد. نهایتا می توان گفت که با توجه به نتایج، جداسازی با دو روش موثر در یک طرح ساده، بدون هیچ گونه اعمال نیروی خارجی و روش های آزمایشگاهی نظیر شست و شوی اسپرم، تنها از طریق ویژگی ذاتی خود اسپرم انجام شده که این نحوه ی جداسازی به خوبی باعث جداسازی اسپرم سالم و بارور می شود.

Keywords:

اسپرم , جداسازی اسپرم متحرک جریان وزشی , رئوتاکسی , میکروسیالی , ناباروری