جلسه دفاع از ارزیابی جامع پژوهشی 2 آقای محمدرضا ملکی
عنوان:
طراحی و ساخت یک سامانه میکروسیالی ادغام شده غیرفعال برای بازیابی اسپرم از ترکیبات سلولی معلق ناهمگن
اساتید راهنما:
دکتر پیمان مصدق
دکتر محمدحسین نصر اصفهانی
اساتید مشاور:
دکتر احمدرضا پیشهور
دکتر رضا نصرتی
اساتید داور:
دکتر محسن ثقفیان- دکتر مهدی کاروان- دکتر فرشته کرمعلیان
چکیده:
ناباروری شدید عامل مردانه، بهویژه آزواسپرمی غیرانسدادی، اغلب مستلزم بازیابی تعداد بسیار محدودی اسپرم از نمونههای بیوپسی بیضه یا اپیدیدیم است؛ نمونههایی که معمولاً حاوی قطعات بزرگ بافتی و تراکم بالایی از سلولهای زمینهای میباشند. روشهای متداول شناسایی و جداسازی میکروسکوپی، فرآیندهایی زمانبر، پرزحمت و مستعد خطای انسانی بوده و بسیاری از سامانههای میکروسیالی گزارششده نیز بهدلیل حضور بقایای بافتی، با مشکل انسداد کانال مواجه میشوند. در این پژوهش، در گام نخست پنج طرح مختلف میکروسیالی معرفی و با استفاده از شبیهسازی عددی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت. در نهایت، یک سامانهی میکروسیالی غیرفعال دومرحلهای برای جداسازی سریع، بدون برچسب و کارآمد اسپرم از سوسپانسیونهای سلولی حاصل از بیوپسی توسعه داده شد. این سامانه شامل یک مرحلهی پیشفیلتراسیون با اندازهی ۴۰ میکرومتر بهمنظور حذف قطعات بزرگ بافتی و یک جداکنندهی مارپیچی مبتنی بر میکروسیالات لَختی است که با بهرهگیری از شبیهسازی اجزای محدود و در بازهی عدد رینولدز ۱۰ تا ۱۵ بهینهسازی شده است. در این ساختار، تعادل میان نیروی بالابر لَختی و نیروی پَسا دین، بدون استفاده از میدانهای خارجی، برای تمرکز و جداسازی سلولها بر اساس اندازه مورد استفاده قرار میگیرد. نتایج تجربی حاصل از سوسپانسیونهای سلولی تهیهشده در آزمایشگاه و همچنین نمونههای بالینی استخراجشده به روش آسپیراسیون با سوزن ظریف نشان داد که سامانهی پیشنهادی قادر به دستیابی به راندمان بازیابی اسپرم بالاتر از ۹۰٪ بوده و همزمان بیش از ۹۰٪ گلبولهای قرمز، سایر سلولهای سوماتیک و کلیهی قطعات بزرگ بافتی را در نرخ جریان بهینه حذف میکند. افزون بر این، فرآیند جداسازی هیچگونه اثر نامطلوبی بر تحرک، مورفولوژی و یکپارچگی DNA اسپرمها، حتی پس از پردازشهای تکرارشونده، نداشته است. بهکارگیری این سامانه برای نمونههای آسپیراسیون با سوزن ظریف موجب کاهش زمان بازیابی اسپرم از چندین ساعت به کمتر از ۱۳ دقیقه شده و بهصورت پایدار منجر به غنیسازی اسپرمهای دارای مورفولوژی طبیعی در خروجی هدف گردیده است. در مجموع، جداکنندهی میکروسیالی غیرفعال دومرحلهای ارائهشده، راهکاری پایدار، کارآمد و بالینیپسند برای جداسازی اسپرم از نمونههای پیچیدهی بیوپسی فراهم میکند و گامی مهم در جهت خودکارسازی فرآیند آمادهسازی اسپرم برای کاربرد در فناوریهای کمکباروری بهشمار میآید.
