رفتن به مطلب

استفاده از بيوراکتور در پزشکي فضايي (2)


YAGHOT SEFID

ارسال های توصیه شده

استفاده از بيوراکتور در پزشکي فضايي (2) ... :icon_gol::ws2:

بيوراكتور

زندگى سلول ها مانند حيات در يك شهر، وابسته به نوع ارتباطات و مجاورت با يكديگر است و از اين طريق كنترل مى شود. پيدايش بيماري هايى نظير سوء تغذيه در ماهيچه ها، پيدايش تخلخل در استخوان ها، كورى تدريجى، گسترش سلول هاى سرطان ساز در بدن حاصل از ارتباطات نادرستى است كه ممكن است سلول ها با هم داشته باشند. بنابراين مطالعه بدن در شرايطى كه تحت تاثير جاذبه قرار دارد،امكان بررسى رشد سلول ها و مشاركتشان با يكديگر در محيط كم جاذبه را مقدور نمى سازد. حال اين كه بيوراكتور، نوعى همكارى بين سلول ها را در محيط كم جاذبه ايجاد مىن مايد به گونها ى كه سلول ها در يك محيط چرخان بسته رشد مى كنند.بيوراكتور سامانها ى است كه به منظور تحقيق و بررسى فعاليت هاى بيولوژيكى و زيستى سلول ها در محيط كم جاذبه ساخته شدها ست. اين سامانه داراى محفظها ى است كه در آن سلول ها همراه با فرايندهاى شيميايى اعمالى مانند فعاليت هاى زيست-شيمى مورد بررسى قرار مى گيرند. اين فرايندها شامل واكنش هاى هوازى و غيرهوازى است.

 

شكل اصلى يك بيوراكتور استوانها ى و يا جعبه مانند است و معمولا از جنس فولاد ضد زنگ ساخته مى شود. از اين وسيله براى رشد سلول ها و بافت ها استفاده مى شود و به طور گسترده در مهندسى ژنتيك كاربرددارد. طراحى و ساخت بيوراكتور داراي پيچيدگى هاى خاص مهندسى است.

 

در اين وسيله ميكرو ارگانيزم ها و سلول ها در يك شرايط بهينه قادر به عملكرد مطلوب 100 درصد خواهند بود. در واقع اين سامانه با ايجاد زمينها ى مناسب براى رشد سلول ها و بافت ها در محيطى مشابه با فضا، راهكارهايى به منظوركاهش رشد سلولى را در حالت غيرطبيعى ارائه مى دهد. در شكل( 1) و ( 2) به ترتيب بيوراكتور و محفظه چرخنده نشان داده شده است.

 

12579161735136020018622477196226247495.jpg

1041823080122218104160172200208221962321018.jpg

 

زيرسامانه هاى تشكيل دهنده بيوراكتور

در قلب اصلى اين دستگاه كيسها ي پلاستيكى در ابعاد يك قوطى نگه دارنده غذا است كه در درون ديواره خود رگ ها را جاى مى دهد و مى چرخاند. يك ***** سيلندرى شكل در مركز چرخنده قرار گرفته و باعث ورود اكسيژن و خروج دى اكسيد كربن مى شود.

 

بيوراكتور متشكل از ماژول الكترونيكى، ماژول توليد گاز و ماژول محفظه رشد سلول ها و سيستم هاى محاظتى، حسگرها و شبكه سامانه كنترل 3 است. مواد غذايى و اكسيژن از محل كشت ميكروب عبور مى نمايد. محفظه با سرعت چرخشى نيم دور در دقيقه مى چرخد. براى جدايش ضايعات بوجودآمده، از صافى استفاده مى شود كه با سرعت 11 دور بر دقيقه مى چرخد. اين عمل به طور مرتب تكرار مى شود و مواد غذايى تازه به همراه اكسيژن جايگزين مواد زائد مى شوند.

 

و زماني كه كيسه انبار مواد زائد پر شد، فضانوردان آن را خارج نموده و كيسه جديدى را جايگزين مى نمايند. دريچه ها و تلمبه هاى تزريق به نوعى قرار گرفته اند كه امكان حركت اجزاء و حتى رويت بخش ها مقدور نيست. رايانه هاى كنترل گر آزمايشى، اين وسيله را تحت نظر قرار داده و شرايط موجود در محفظه ها را گزارش مى دهند. نقص و يا خرابى با به صدا درآمدن زنگى اعلام مى شود. اطلاعات از طريق صفحه نمايشگر نصب شده روى دستگاه ارائه مى شود. نمايش نمودارهاى گرافيكى كه حاوى اطلاعات مفيدى است، كار با دستگاه را بسيار آسان كرده است.

شكل ( 3 الف)، بيوراكتور و صفحه نمايشگر، شكل( 3ب) بيوراكتور و محفظه هاى رشد سلولى را نشان مي دهند.

 

18612694165692451341162361731541462711241225.jpg

 

شكل( 3 الف)- بيوراكتور و صفحه نمايشگر

23412127101981424824710312268823520162112.jpg

شكل(3 ب)- بيوراكتور و محفظه هاى رشد سلولى

رشد سلول ها توسط حفاظ و بدنه هاى شفاف موجود در دستگاه قابل رويت است. در مركز اين نگهدارنده، *****هايى وجود دارد كه مواد مغزى و اكسيژن وارد آن شده و دىا كسيدكربن و مواد زائد از آن خارج مى شوند. چرخش بيوراكتور و سپس چرخيدن خون در اين وسيله، باعث به وجود آمدن نيروهاى برشى نمى شود. نيروى برشى به نوعى منجر به انهدام سلول ها خواهد شد. به عبارتى با چرخيدن ديواره، جاذبه به طور كامل از بين نمى رود و در واقع نوعى شبيه سازى از سقوط آزاد سلول ها است، همان تجربها ى كه فضانوردان در فضا و محيط كم جاذبه احساس مى كنند.

نرخ چرخش 14 دور بر دقيقه كه سرعت بسيار پايينى است، زمينه معلق ماندن سلول ها را در مدت سقوط آزاد ايجاد مى كند. سلول هاى بدن در مدار زمين و يا در هرمحيط كم جاذبه، به سمت زمين و يا نيروى گرانش جسمى كه در مدار آن قرار گرفته اند، كشيده شده و سقوط مى كنند. با استفاده از بيوراكتورها، سيستم ايمنى بدن را از كنترل هورمون ها خارج نموده و تاثيرات جاذبه كم در سلول هاى ايمنى بررسى مى شوند. در شكل ( 4) تعليق سلول ها در جاذبه زمين و جاذبه كم به خوبى نمايش داده شده است.

133245142208221936789170133209254141735836.jpg

شكل 8 - نمايش تعليق سلول ها در جاذبه زمين و جاذبه كم

از كنترل كننده هاى دمايى به منظور تامين دماي مورد نياز محفظه سلولى و ديگر ابزارهاى دستگاه استفاده مى شود. اين كنترل كننده ها قادرند تا زمانى كه سلول ها در بيوراكتورها مى چرخند آن ها را از لحاظ دمايى تحت كنترل قرار دهند. اين بخش از بيوراكتور شامل چهارحفره تبريد ساز است كه مى تواند دمايى در حدود 4- تا 50 - درجه سانتى گراد ( دمايى نزديك به انجماد سلول هاى بدن) را تعبيه نمايد. هر حفره خود داراى سه بخش است. درون هر بخش كيسه هاي شفافي از جنس تفلون وجود دارد كه نگهدارنده 30 ميلى متر مواد از جمله سلول ها است.

 

هر 7 تا 21 روز بسته به نرخ رشد سلول ها، فضانوردان با استفاده از سرنگ مقدارى سلول را درون محفظه جابجا نموده و آن ها را به سمت محفظها ى با مواد تازه منتقل مي كنند. سپس يك ماده تثبيت كننده را درون اين محفظه هاى سلولى تزريق نموده تا سلول ها را درشرايط مناسبت تر و حتى بعد از اتمام عمليات پروازى در روى زمين بررسى سلول ها نيز در زير (zn) خون و روي pH ، كنند. مقدار گلوگز و ميكروسكوپ اندازه گيرى مي شوند. شرايط محيط در برگيرنده بيوراكتور مانند نرخ جريان گاز (هوا، اكسيژن، نيتروژن و دىا كسيدكربن)، دما، سرعت چرخش دورانى محفظه و بسيارى موارد ديگر بايد به دقت كنترل و بازبينى شوند.

لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...