چکیده: قرار گرفتن در معرض ذرات مخرب محیطی در محیط های صنعتی و شهری از عوامل اصلی بروز و یا پیشرفت بیماری های مزمن ریوی است. در سال های اخیر، توسعه سیستم میکروسیالی ریه روی تراشه بستر مناسبی را برای دانشمندان و محققان فراهم کرده است تا با مطالعات پیش بالینی دقیق‌تر در خصوص این بیماری‌های ریوی و همچنین توسعه داروهای درمانی مؤثر، گامی بزرگ در بهبود سلامتی و افزایش طول عمر انسان بردارند. سیستم ریه روی تراشه با مدلسازی غشاء هوا-خون در کیسه‌های هوای ریه به همراه انقباض و انبساط سلول‌های کشت داده شده، محیطی شبیه به شرایط واقعی بدن فراهم کرده است. اما به‌منظور دستیابی به نتایج زیست پزشکی و دارویی دقیق‌، انتقال مؤثر و کنترل‌شده ذرات مورد مطالعه به محیط کشت سلولی در داخل این سیستم بسیار ضروری می‌باشد. از عوامل مهم تأثیرگذار بر دینامیک ذرات تزریق‌شده می‌توان به کمیت‌های هندسی سیستم ریه روی تراشه، مشخصات فیزیکی ذره، کشش غشاء سیستم و ویژگی جریان سیال اشاره کرد. اما با توجه به اینکه مطالعه آزمایشگاهی این عوامل بسیار دشوار و گاهاً غیرممکن بوده و مستلزم هزینه و زمان زیاد می باشد، هدف پژوهش حاضر این است که با توسعه یک مطالعه عددی جامع، درک وسیعی از دینامیک ذرات با در نظر گرفتن عوامل مؤثر در سیستم ریه روی تراشه ارائه دهد. بدین‌ترتیب، از روش اجزاء محدود به مطالعه ذرات با قطرهای متغیر از مرتبه نانومتر پرداخته شده است. ابتدا یک مدل دو بعدی از سیستم ریه روی تراشه، شامل کانال هوا و کانال محلول کشت که توسط یک غشاء متخلخل نازک از هم جدا شده‌اند مورد مطالعه قرار گرفته است. توسعه چنین مدلی در گام اول برای درک بهتر عوامل مؤثری چون قطر ذرات، سرعت سیال و میزان تخلخل غشاء بر نحوه توزیع و پراکندگی ذرات بسیار مفید بوده است. سپس یک مدل عددی سه بعدی با در نظر گرفتن تمام اجزاء سازنده ریه روی تراشه که امکان بررسی دینامیک ذرات در حالت کشش غشاء را نیز فراهم می‌کند، مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی تأثیر کشش غشاء بر دینامیک سیال از مدل برهم‌کنش سیال و جامد استفاده شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می‌دهد که چگونه با کنترل عوامل مؤثر میتوان به توزیع و نرخ رسوب مطلوب ذرات با قطر مشخص در داخل سیستم ریه روی تراشه رسید. بنابراین، انجام چنین مطالعاتی به عنوان یک پیش‌نیاز اساسی برای تحقیقات کنترل‌شده در حوزه آسیب‌شناسی و درمان با استفاده از سیستم ریه روی تراشه، نه تنها نقشی مهم در بدست آوردن نتایج دقیق ایفا کرده بلکه می‌تواند گامی مهم در جهت جلوگیری از اتلاف ذرات گران‌قیمت مورد مطالعه، کاهش هزینه‌ها و زمان مورد نیاز برای آزمایشات تجربی باشد.