Skip to main content
SUPERVISOR
Said Sadri,Dariush Semnani,Mohammad Morshed
سعید صدری (استاد مشاور) داریوش سمنانی (استاد راهنما) محمدآقا مرشد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ebrahim Masoumi
ابراهیم معصومی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Study of Digital Signal Processing Technique to Measure Nanofibers Web(Scaffolds) Roughness
In tissue engineering, the ideal scaffold should effectively react with cells; this reaction includes cells adhesion, growth, migration and differentiation. Surface properties of scaffold play an important role in the reaction between cells and scaffold. Surface roughness in tissue engineering is one of the surface properties which have some effects on cell behavior. According to the type of cells, the role played by surface roughness or smoothness of scaffold in growth, adhesion, propagation and differentiation is so important. For example for growth and adhesion, bone cells prefer rough surfaces while fibroblast cells prefer smooth surface. In this study, it has been tried to measure nanofiber web surface roughness by using digital signal processing method. Nylon 66, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol and poly acetate polymers were used. Nanofiber webs were produced under optimum conditions, AFM and SEM images of these webs were taken. Because of the presence of noises in the signals, two different algorithms were programmed in order to enhance the surface profile. In the next step, a surface profile was obtained from SEM image of nanofiber web. After that the profile was transformed into two dimensional signals in MATLAB™ software. It was then tried to improve the surface profile and also filtering noises of the signals. Thereafter some of the surface roughness parameters were measured by using signal characteristics terms according to ISO 4287(1997), ASME46, DIN4768. Surface roughness of nanofiber webs was also measured by DME-SPM software and the results of two different methods were compared. According to the results obtained, it can be concluded that the nonlinear filtering method gives acceptable and appropriate results in comparison to the surface roughness values that resulted from AFM. Also nonlinear filtering method was suggested for presenting the roughness properties due to its simplicity and short processing time rather than Bezier function. Due to the more accuracy and simplicity of this method in comparison to the method of using the AFM for soft and thin materials like fibers, the digital signal processing method become more effective for measuring the surface roughness of nanofiber webs. In addition, this method also has the advantage of being a non-contact technique. Keywords: surface roughness, digital signal processing, nanofiber scaffold, electrospinning, atomic force microscope.
در مهندسی بافت، داربست ایده آل باید به طور موثر با سلول ها واکنش دهد؛ این واکنش شامل چسبندگی سلول ها، رشد، مهاجرت و تمایز سلول ها می شود. خواص سطحی داربست مورد استفاده نقش مهمی در واکنش میان سلول ها و داربست ایفا می کند. ناهمواری سطحی داربست مورد استفاده در مهندسی بافت، یکی از خواص سطحی است که رفتار سلولی را تحت تاثیر قرار می دهد. بسته به نوع سلول، ناهمواری و یا صافی سطح داربست مورد استفاده نقش بسزایی در رشد، چسندگی، تکثیر و تمایز سلول ها دارد. به عنوان مثال سلول های استخوانی سطوح زبرتر وسلول های فیبروبلاست سطوح صاف تر را جهت رشد و چسبندگی ترجیح می دهند. در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از روش پردازش سیگنال دیجیتال، ناهمواری سطحی وب نانوالیاف اندازه گیری شود. بدین منظور از پلیمرهای نایلون 66، پلی اکریلو نیتریل، پلی وینیل الکل و پلی وینیل استات استفاده گردید. پس از ریسیدن این پلیمرها تحت شرایط بهینه از لایه ایجاد شده تصویر میکروسکوپ نیروی اتمی و سپس تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی تهیه شد. سپس یک پروفیل سطحی از هر تصویر میکروسکوپ الکترونی وب نانوالیاف ایجاد و پس از تبدیل آن به سیگنال دو بعدی در نرم افزار MATLAB، با توجه به نویزی بودن سیگنال، سعی شد تا با استفاده از دو الگوریتم نوشته شده مجزا توسط این برنامه پروفیل سطحی را بهبود بخشیده و نویزهای آن حذف شود. سپس با استفاده از روابط موجود در استاندارهای بین مللی نظیر(1997)4287 ISO ، 46 ASME و 4768 DIN و مشخصه های سیگنال، پارامترهای ناهمواری سطحی اندازه گیری شود. همچنین با استفاده از نرم افزار DME-SPM ناهمواری سطحی وب نانوالیاف اندازه گیری و سپس نتایج حاصله از دو روش مقایسه گردید. با استناد به نتایج حاصل از الگوریتم های اعمال شده، می توان به این نتیجه رسید که روش فیلتر غیر خطی دارای نتایج مورد قبول و متناسب با مقادیر ناهمواری حاصل از میکروسکوپ نیروی اتمی است. همچنین با توجه به اینکه روش فیلتر غیر خطی نسبت به تابع Bezier زمان کمتری برای اجرا بر روی سیگنال را نیاز دارد، این روش جهت ارائه مشخصات ناهمواری پیشنهاد می شود. با توجه به دقت و سادگی بیشتر روش پردازش سیگنال دیجیتال برای مواد نرم و ظریف مانند الیاف، نسبت به روش استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی و همچنین ارائه روش غیر تماسی با سطح یا بدنه الیاف، اندازه گیری ناهمواری سطحی وب نانوالیاف با استفاده از این روش بسیار راه گشا و دارای اهمیت زیادی خواهد بود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی