منیپولیشن بافت سلولی سینه با هدف محاسبه‌ مدول یانگ، با استفاده از تئوری تماسی تاتارا و میکروسکوپ نیروی اتمی

میکروسکوپ نیروی اتمی یک ابزار قدرتمند و دقیق برای شناسایی خواص ذرات، بررسی نیروهای بین‌مولکولی، توپوگرافی سطح و منیپولیشن ذرات در ابعاد میکرو/ نانو است. نانومنیپولیشن ازجمله فرایندهایی است که از این ابزار به‌صورت مطلوب بهره‌برداری می‌شود. امروزه با پیشرفت علم و فناوری از منیپولیشن به‌ منظور ساخت‌وتولید، تغییرات در خواص مواد، ساخت قطعات پزشکی با ارزش افزوده بیشتر و مواد خام کمتر، بررسی ساختار سلول‌های بیولوژیکی و بسیار موارد دیگر در مقیاس نانو استفاده می‌شود. لذا در این تحقیق به‌منظور بررسی خواص مکانیکی بافت سرطانی سینه از میکروسکوپ نیروی اتمی در طی فرایند نانومنیپولیشن استفاده‌شده است. در طی این فرایند با بررسی تغییرات ناشی از نیرو- جابه‌جایی، نمودارهای نیرو و عمق نفوذ برحسب زمان ترسیم‌شده‌اند. همچنین با توجه به اهمیت، تماس ذرات در ابعاد نانو و با در نظر گرفتن مدل تماسی تاتارا و هندسه بافت سرطانی سینه، شبیه‌سازی‌هایی در جهت استخراج مدول یانگ انجام‌شده است. همچنین به‌منظور بررسی میزان تطابق نتایج حاصل از شبیه‌سازی فرایند منیپولیشن مبتنی بر میکروسکوپ نیروی اتمی، آزمایش‌های تجربی انجام‌شده و نمودار تجربی نیز ترسیم‌شده است. درنهایت با مقایسه‌های صورت گرفته در این تحقیق و با در نظر گرفتن مدل تماسی تاتارا، محدوده‌ 2 تا 2.5 کیلو پاسکال برای مقدار بافت سرطانی سینه محاسبه‌شده است.

manipulation of breast cell tissue with the aim of calculating young’s modulus, using tatara contact theory and atomic force microscopy

atomic force microscopy is a powerful and precise tool for identifying particle properties and studying intermolecular forces, surface topography, and particle manipulation in the micro-nano dimension. nanomanipulation is one process that makes good use of this tool. today, with advances in science and technology, manipulation is used to modify and manufacture the properties of materials, produce more valuable medical components and fewer raw materials, alter the structure of living cells and much more. we are working at the nanoscale. therefore, in this study, we used atomic force microscopy to investigate the mechanical properties of breast cancer tissue during the nanomanipulation process. by considering the changes induced by the displacement force, force curves and penetration depths are plotted over time. given the importance of nanoparticle-particle contact and the tatara contact model and breast cancer tissue geometry, simulations were performed to extract the young's modulus. experimental experiments and experimental charts were also performed to verify the agreement between the results of the simulation process based on atomic force microscopy. finally, using the comparisons made in this study and considering the tatara contact model, a range of 2–2.5 kpa was calculated for breast cancer tissue volume.