医用生物力学
醫用生物力學
의용생물역학
JOURNAL OF MEDICAL BIOMECHANICS
2014年
5期
424-431
,共8页
徐锐%陈国宝%张昌%杨力%吕永钢
徐銳%陳國寶%張昌%楊力%呂永鋼
서예%진국보%장창%양력%려영강
生物反应器%计算流体力学%组织工程学%数值模拟%剪切力%振荡流动
生物反應器%計算流體力學%組織工程學%數值模擬%剪切力%振盪流動
생물반응기%계산류체역학%조직공정학%수치모의%전절력%진탕류동
Bioreactors%Computational fluid dynamics (CFD)%Tissue engineering%Numerical simulation%Shear stress%Oscillatory flow
目的 考察振荡流动以及三维支架孔径和孔隙率对生物反应器内流速和剪切力分布的影响,并根据理论计算结果为脱细胞骨三维支架和灌注式生物反应器制备提出优化方法.方法 针对实验室前期制备的骨组织工程用脱细胞骨三维支架和灌注式生物反应器,将脱细胞骨三维支架简化为各向同性的多孔介质,对生物反应器内的流速和剪切力分布进行理论建模.结果 振荡流作用时,多孔支架材料内速度和达西剪切力呈现一致的变化规律,不同半径处流速和达西剪切力差异减小,有利于在骨组织工程中对种子细胞进行均匀三维培养.提高入口灌流速度可提高平均达西剪切力;增加多孔支架孔径或孔隙率对支架内流速峰值影响不大,但会显著降低平均达西剪切力;提高入口振荡流动振荡频率可降低支架内流速最大峰值,显著减小不同半径处流速的差异.结论 适宜的振荡流易产生利于骨组织工程干细胞所需剪切力,研究结果有望为优化骨组织工程中种子细胞的三维培养方法提供理论指导.
目的 攷察振盪流動以及三維支架孔徑和孔隙率對生物反應器內流速和剪切力分佈的影響,併根據理論計算結果為脫細胞骨三維支架和灌註式生物反應器製備提齣優化方法.方法 針對實驗室前期製備的骨組織工程用脫細胞骨三維支架和灌註式生物反應器,將脫細胞骨三維支架簡化為各嚮同性的多孔介質,對生物反應器內的流速和剪切力分佈進行理論建模.結果 振盪流作用時,多孔支架材料內速度和達西剪切力呈現一緻的變化規律,不同半徑處流速和達西剪切力差異減小,有利于在骨組織工程中對種子細胞進行均勻三維培養.提高入口灌流速度可提高平均達西剪切力;增加多孔支架孔徑或孔隙率對支架內流速峰值影響不大,但會顯著降低平均達西剪切力;提高入口振盪流動振盪頻率可降低支架內流速最大峰值,顯著減小不同半徑處流速的差異.結論 適宜的振盪流易產生利于骨組織工程榦細胞所需剪切力,研究結果有望為優化骨組織工程中種子細胞的三維培養方法提供理論指導.
목적 고찰진탕류동이급삼유지가공경화공극솔대생물반응기내류속화전절력분포적영향,병근거이론계산결과위탈세포골삼유지가화관주식생물반응기제비제출우화방법.방법 침대실험실전기제비적골조직공정용탈세포골삼유지가화관주식생물반응기,장탈세포골삼유지가간화위각향동성적다공개질,대생물반응기내적류속화전절력분포진행이론건모.결과 진탕류작용시,다공지가재료내속도화체서전절력정현일치적변화규률,불동반경처류속화체서전절력차이감소,유리우재골조직공정중대충자세포진행균균삼유배양.제고입구관류속도가제고평균체서전절력;증가다공지가공경혹공극솔대지가내류속봉치영향불대,단회현저강저평균체서전절력;제고입구진탕류동진탕빈솔가강저지가내류속최대봉치,현저감소불동반경처류속적차이.결론 괄의적진탕류역산생리우골조직공정간세포소수전절력,연구결과유망위우화골조직공정중충자세포적삼유배양방법제공이론지도.
