استخراج تجربی مدول یانگ سلول سرطانی سینه mcf-7 با استفاده از مدل‌های تماسی کروی

سرطان سینه به علت شیوع بالا، از جمله سرطان‌های مورد توجه در حوزه‌ی پزشکی می‌باشد. شناخت ویژگی‌های مکانیکی بافت سلولی از جمله مدول یانگ و مقایسه‌ی تفاوت‌های ایجاد شده پس از بروز بیماری، سبب ایجاد روش‌های نوین در شناخت، کنترل و درمان این بیماری می‌گردد. نانومنیپولیشن از جمله فرآیندهای مورد استفاده در حوزه‌ی نانو است که با کاوش سطح ذرات بیولوژیکی و تحلیل اطلاعات در دو فاز مختلف به استخراج ویژگی‌های بافت‌های سلولی می‌پردازد. میکروسکوپ نیروی اتمی ابزار مورد استفاده در این فرآیند می‌باشد که از طریق تماس نوک سوزن با بافت سلولی در حین حرکت تیرک و با اندازه‌گیری تغییرات جابه‌جایی و نیرو به بررسی ویژگی‌های بافت سلولی می‌پردازد. در این پژوهش نانومنیپولیشن سلول سرطانی سینه ام‌سی‌اف-7 با هدف یافتن مدول یانگ بافت، با میکروسکوپ نیروی اتمی به صورت تجربی صورت گرفته است. پس از استخراج نتایج تجربی به مدل‌سازی و محاسبه‌ی نیرو و زمان بحرانی با در نظر گرفتن مدل‌های تماسی مختلف از جمله مدل‌ تماسی هرتز، پی‌تی و سی‌ا‌اس، پرداخته شده است. با توجه به مقایسه‌ی نتایج تجربی و شبیه‌سازی انجام شده، مدول یانگ سلول سرطانی سینه ام‌سی‌اف-7 در محدوده‌ی 800 پاسکال به دست آمده است. همچنین مدل تماسی سی‌ا‌اس تطابق بیشتری با نتایج تجربی داشته است.

Experimental Extraction of Young’s Modulus of MCF-7 Breast Cancer Cell Using Spherical Contact Models

Breast cancer is one of the most important cancers in the field of medicine due to its high prevalence. Understanding the mechanical properties of cellular tissue, including Young’s modulus, and comparing the differences created after the onset of the disease, lead to the development of new methods in recognizing, controlling, and treating the disease. Nanomanipulation is one of the processes used in the field of nanotechnology, which explores the properties of cellular tissues. An atomic force microscope is a tool used during this process that examines the properties of cellular tissue by measuring the movement of the cantilevers and the changes due to displacement and force. In this study, nanomanipulation of MCF7 breast cancer cells was performed experimentally using an atomic force microscope with the aim of finding the Young modulus of cell tissue. After extracting the experimental results, modeling and calculating the critical force and time by considering different contact models including the Hertz contact model, PT, and COS, has been done. According to the comparison of experimental and simulation results, Young’s modulus of MCF7 breast cancer cells was obtained in the range of 800 Pa. Also, the COS contact model was more in line with the experimental results.