به گزارش سیناپرس، آلوئول ها واحدهای عملکردی اساسی دستگاه تنفسی انسان هستند که به عنوان کیسه های هوایی ریزی برای مبادله گازها، عمل می کنند. هوای استنشاق شده از طریق دهان و بینی به وسیله ساختار منشعب لوله های برونش به داخل ریه ها جریان می یابد و آلوئول ها در بخش های عمیق این شبکه، ظاهر می شوند.
به منظور درک کامل و درمان بیماری های تنفسی، تعیین الگوی جریان هوا و ذرات از طریق آلوئول ها ضروری است. دانشمندان موسسه فناوری هاربین در چین، سیستم جدیدی را ایجاد کرده اند که عملکرد تنفسی ریه انسان را تقلید می کند و امکان تجسم این الگوها را در آلوئول ها فراهم می کند.
به تقلید از دستگاه تنفس، دانشمندان سیستمی ابداع کرده اند که در آن، گاز به صورت سینوسی تحت فشار قرار گرفته و به اطراف لوله های انعطاف پذیر پمپ می شود و یک چرخه تنفسی از دم و بازدم، ایجاد می کند.
تراشه طراحی شده توسط محققان، شامل لوله هایی است که مانند ساختار یک نقطه دوشاخه در شبکه برونش چیده شده اند. لایه بالایی تراشه، از یک پلیمر انعطاف پذیر ساخته شده است که ساختار آلوئولی را تقلید می کند.به گزارش سیناپرس، لایه پایین، شیشه ای است، که به نویسندگان اجازه می دهد تا جریان سیال را از طریق لوله ها مشاهده کنند.
شاخه های بعدی در شبکه برونش، با عنوان نسل شناخته می شوند. تیم تحقیقاتی، الگوهای جریان متفاوتی را در نسل های مختلف یافت. در ریه انسان، آلوئول ها در نسل 15 ظاهر می شوند و تا نسل 23 باقی می مانند. محققان تغییری در الگوی جریان بین نسل های 19-20 و 21-22 مشاهده کردند.
پژوهشگران توضیح دادند: الگوی جریان آلوئولی نسل نوزدهم تحت سلطه جریان گردابی است. الگوهای جریان آلوئولی در نسل بیستم مشابه نمونه های نسل نوزدهم، اما تا حدودی فشرده شده اند.
محققان اضافه کرده اند: الگوی جریان آلوئولی در نسل بیست و یکم دارای جریان گردابی و جریان شعاعی است. ناحیه گرداب، بسیار کوچک تر از ناحیه جریان شعاعی است. زمانی که جریان به نسل بیست و دوم می رسد، جریان گردابی به طور کامل ناپدید می شود و ما تنها شاهد جریان شعاعی هستیم.
به گزارش سیناپرس، به کمک این مدل، محققان می توانند تغییرات الگوهای جریان در آلوئول ها که ناشی از بیماری هایی مانند آمفیزم و COPD است، را مورد بررسی قرار دهند.
یافته های تحقیقاتی در مجله Biomicrofluidics منتشر شده اند.
ترجمه: سنا دلفیه
No tags for this post.