جلسه دفاع پیشنهادیه رساله دکتری (خانم سمانه رشیدی)

موضوع: تحلیل دینامیکی اجزای محدود سه‌بعدی غشاهای لیپیدی

ارائه دهنده: سمانه رشیدی

استاد راهنما: دکتر سعید ضیائی‌راد

استاد مشاور: دکتر امیرحسین کریمی

استادان داور: دکتر علیرضا شهیدی، دکتر مهدی سلمانی تهرانی، دکتر مهدی جوانبخت

چکیده:

غشاهای زیستی در پدیده‌های مختلفی مانند حرکت سلول‌ها، برهم‌کنش سلول با سلول، بسته‌بندی و انتقال مواد مغذی، انتقال تکانه‌های‌های عصبی و حفظ مورفولوژی و عملکرد اندامک‌ها نقش اساسی دارند. در طی این فرایندها غشاها از طریق تغییرشکل و هم‌جوشی دچار تغییرات ساختاری زیادی می‌شوند. بررسی دینامیکی غشاهای لیپیدی، در میان محققان از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا اطلاعات ارزشمندی را درباره‌ی عمل‌کرد سلول، در اختیار می‌گذارد. محدودیت‌هایی در روش‌های تجربی و شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی مثل هزینه‌ی بالای محاسبات وجود دارد در حالی که در مدل‌های پیوسته، با صرف هزینه‌ی کم‌تر، پدیده‌های مختلف را می‌توان بررسی و اثر هر پارامتر را جست‌جو کرد. مدل‌سازی مکانیکی و نمایش‌های تغییرشکل غشا با هندسه‌ی متقارن محوری، اگرچه قوی و گسترده هستند اما توانایی مدل‌سازی تغییرشکل‌های نامتقارن و انشعابات ساختاری غشا را ندارند. برای رفع این محدودیت، در پژوهش حاضر، یک مدل ریاضی سه‌بعدی بر پایه‌ی خواص مکانیکی غشای تک‌لایه معرفی می‌شود که شامل انرژی‌های الاستیک و توابع اتلاف غشا می‌باشد. با استفاده از روش انرژی، معادلات حاکم بر دینامیک یک غشای لیپیدی محصور به‌دست می‌آید. معادلات حاکم، به وسیله‌ی توابع پایه‌ی اسپیلاین، گسسته‌سازی شده و سپس به‌روش عددی حل می‌گردد تا شکل غشا را بر حسب زمان بیان کند. با استفاده از این مدل، می‌توان اثر عوامل مختلف بر تغییرشکل غشا را  مورد بررسی قرار داد و نتایج موردنیاز را استخراج نمود. در نهایت، مقایسه‌ی نتایج با نتایج مدل متقارن محوری دوبعدی در تحقیقات قبلی انجام می‌گیرد و در صورت امکان آزمایش‌های تجربی برای سنجش و مطالعه‌ی غشای لیپیدی انجام خواهد شد.

کلمات کلیدی: غشاهای لیپیدی؛ مدل‌سازی ریاضی سه‌بعدی؛ روش اجزای محدود؛ توابع پایه‌ی اسپیلاین