Skip to main content
SUPERVISOR
داریوش سمنانی (استاد راهنما) شهناز رضوی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Amin Zadbagher seyghalani
امین زادباقرصیقلانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Simulation and Evaluation Mechanical and Surface Properties of Artificial Esophagus Made from Circular Knitted Fabric Coated by Nanofibers
Esophagus is a tubular-shaped muscle/mucous tissue that connect the mouth and throat to the stomach. Todays in many countries a lot of diseases caused by defects of esophagus. Esophageal tissue engineering scaffolds can make a suitable solution in surgical treat esophagus defects. Extensive mechanical studies on esophagus have shown that it is a highly elastic tissue exhibiting anisotropic behavior. High elasticity and porous structure of weft-knitted fabrics make them applicable for the tissue engineering scaffolds. Because of high porosity of the weft knitted fabrics, uniform growth of cells on the scaffolds is not possible. Therefore, in addition to the mechanical properties of fabric parameters, it is necessary to investigate other parameters of optimum scaffold. In this study plain tubular weft knitted fabric, has been used as a scaffold of esophagus tissue engineering. To simulate esophagus tissue engineering scaffold, the fabric samples have been made in tubular shape with PolyglycolicAcid (PGA) yarn on V-bed machine. The physical properties of weft-knitted fabric scaffold was investigated to find usability of fabric as esophagus prothesis. The fabric characterization and optimum conditions for production of textiles were experienced. Mechanical tests on fabrics with specific applications are not affordable so the computer model for simulating weft-knitted esophagus scaffold was applied. This fabric was modeled in two-dimensional condition. The behavior of scaffold has been analyzed in the Abaqus® software. According to the non-linear characteristics of the weft knitted fabric and esophageal tissue,hyperelastic form has been used as material definition. Hyperelasticity is the capability of a material to experience large elastic strain due to small forces, without losing its original properties. Experimental data of fabric scaffolds were compared with mathematics and the finite element method. The behavior of scaffolds has been investigation by applying uniaxial tension in longitudinal and width directions. After that, flowing food through the esophagus scaffold for tissue engineering was modeled by finite element methods. Comparison the actual data presented a good performance of the model. To decrease porosity of scaffold, polycaprolacton nanofibers coated PGA fabric. After that gelatin solution coated composite of fabrics and nanofibers to prepare scaffold for cell culture. This surface modification significantly improved initial cells adhesion and proliferation. Adding the gelatin to the surface increased roughness and decreased porosity of scaffold. whereas evaluation of surface morphology is an important factor for cell attachment on scaffolds, image processing technique has been applied to determine surface roughness of scaffolds. The results of scaffold surface roughness presented that the surface of scaffold was suitable for cell growing.
در این پژوهش پارچه‌ی حلقوی پودی به عنوان یک داربست مهندسی بافت، برای تولید مِری مصنوعی شبیه‌سازی شد. این پارچه‌ی ظریف با نخ پلی‌گلیکولیک‌اسید(PGA) روی ماشین تخت‌باف و به صورت لوله‌ای بافته شده تا شکل بافت مری را تولید کند. در مرحله‌ی اول خصوصیات فیزیکی پارچه‌ی حلقوی پودی سازنده‌ی داربست مورد بررسی قرار گرفت.برای انجام شبیه‌سازی رایانه‌ای مدلی از پارچه‌ی حلقوی پودی استفاده شد. این پارچه بر اساس مدل دوبُعدی شش‌گوش که پیش از این ارائه شده بوده در محیط نرم‌افزار آباکوس ساخته شد. با توجه به محدودیت‌هایی که در استفاده از پارچه‌های متفاوت ساخته شده از نخ PGA وجود داشت، برای اثبات مدل مکانیکی شش‌گوش از پارچه‌های نایلون با تراکم بافت متفاوت استفاده کردیم. جنس ماده‌ی سازنده‌ی پارچه با توجه به خصوصیات غیر خطی پارچه‌ی حلقوی و خود بافت مری از نوع هایپرالاستیک انتخاب گردید. پارچه‌های نایلونی و PGA علاوه بر داده‌های تجربی با روش‌های محاسباتی و ریاضی و سپس روش رایانه‌ای مقایسه شد. به این ترتیب خصوصیات رفتاری پارچه‌ی مجازی هنگام اعمال کشش تک‌محوری در دو راستای طولی و عرضی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. در مرحله‌ی دوم فرآیند عبور غذا از این مدل به عنوان یک داربست مهندسی بافت مری بررسی شد؛ که مقایسه‌ی آن با داده‌های واقعی کارایی مدل را به خوبی نشان داد. در مرحله‌ی سوم با استفاده از یک درام جدید و پوشش پارچه‌ی حلقوی با نانوالیاف پلی‌کاپرولاکتون، تخلخل پارچه را کم کرده و در مرحله‌ی چهارم با پوشش ژلاتین روی این کامپوزیت پارچه و نانوالیاف آن را برای عملیات کشت سلولی آماده کردیم. با افزودن ژلاتین به سطح داربست میزان تخلخل و نیز زبری سطحی افزایش می‌یابد. بنابراین با استفاده از تکنیک‌های پردازش تصویر و روابط حاکم بر ضریب زبری سطحی، مورفولوژی سطح داربست مورد ارزیابی قرار گرفت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی