ابوالفضل براتی

امروزه با گسترش روز افزون نرم افزار های مهندسی شیمی، پلیمر این امکان برای مهندسین شیمی فراهم شده است تا با بهره گیری از نرم افزار های مهندسی همچون کامسول مولتی فیزیک، با استفاده از روش های حل عددی رفتار و عملکرد سامانه های مورد مطالعه را پیش از انجام اقدامات آزمایشگاهی شبیه سازی کنند. در این پژوهش به دلیل توانایی نرم افزار کامسول مولتی فیزیک در برقراری ارتباط همزمان با نرم افزار سالید ورک در ابتدا داربست متخلخل پلیمری را به شکل سه بعدی در محیط نرم افزار سالید ورک طراحی و سپس به نرم افزار کامسول مولتی فیزیک معرفی کردیم. سپس با تعیین پارامتر های مناسب به ترتیب شامل مدول یانگ: 193 گیگاپاسکال، نسبت پواسون 0.27، جنس داربست متخلخل پلیمری مورد مطالعه را در نرم افزار کامسول تعیین نمودیم. از آنجایی که در مطالعات پیشین پژوهشگران، توجه ویژه ای به اثر گذاری پارامتر مشخصه داربست متخلخل یعنی (نسبت قطر کانال/ قطر داربست متخلخل) بر نحوه ی رشد سلول انجام نشده بود، در این پژوهش داربست طراحی شده را به چهار صورت: داربست فاقد کانال (0= Ri/Re) و سه داربست کانال دار به ترتیب با پارامتر مشخصه ی (0.185= Ri/Re)، (0.375= Ri/Re)، (0.743= Ri/Re) با استفاده از معادلات پایا جهت پیش بینی عملکرد رشد سلول درون محیط بیوراکتور مورد بررسی مورد مطالعه قرار دادیم. نتایج حاصل از شبیه سازی با استفاده از معادلات پایا نشان دادند که برای داربست بدون کانال (0= Ri/Re) تمامی سیال از سوراخ های داربست عبور می کند و سرعت سیال در تخلخل ها 115.59 میکرومتر بر ثانیه است. اما در داربست های کانال دار به علت مقاومت هیدرودینامیکی کانال در مقابل جریان، سرعت سیال با افزایش پارامتر مشخصه قطر کانال درون داربست متخلخل کاهش می یابد. مطابق نتایج حاصل شده از معادلات پایا در نرم افزار کامسول مشاهده شد که میزان تنش برشی هیدرودینامیکی حاصل شده برای داربست بدون کانال (0= Ri/Re) در دیواره سوراخ های محیط متخلخل برابر با 2.61 مگا پاسکال است. در حالیکه در ناحیه متخلخل برای سایر داربست ها که دارای کانال هستند، مقدار تنش برشی هیدرودینامیکی با افزایش پارامتر مشخصه قطر کانال به ترتیب کاهش می یابد. در این پژوهش نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهند در حالتی که داربست متخلخل پلیمری فاقد کانال می باشد، با کم کردن میزان تخلخل داربست، افت فشار در د