バイオマニュファクチャリングのための臓器規模の合成血管の急速なモデル誘導設計

科学分野:

• バイオテクノロジー
• バイオエンジニアリング
• 医療技術

背景:

• 人間のスケールで生体製成された臓器は 血管化と perfusion が悪いので 限界があります
• 十分な輸血のための複雑な血管の設計と印刷は大きな課題です.

研究 の 目的:

• 迅速な合成血管ネットワークの構築のためのモデル駆動設計プラットフォームを導入する.
• 生物製臓器の血管化の限界を 解決するためです

主な方法:

• モデル駆動型設計,マルチフィデリティ計算流体力学 (CFD) シミュレーション,3Dバイオプリンティングを統合したプラットフォームを開発しました.
• 血管ネットワークの生成を加速するために アルゴリズムを導入しました
• 200以上のエンジニアリングと解剖学的モデルを生成し,計算的に血管化するプラットフォームを適用しました.

主要な成果:

• 合成血管モデル生成の 230倍加速を達成しました
• 複雑な器官スケールの幾何学を 血管化する能力を示した
• バイオプリントされた生体組織構造で 細胞活性を改善した.

結論:

• このプラットフォームは,バイオマニュファクチャーされた組織のための迅速でスケーラブルな血管モデル生成を可能にします.
• 生物製臓器の将来的な拡大と生産に不可欠な 流体物理学分析を容易にする
• 血管化と perfusion を改善することによって,バイオ製造の主要な障害を克服します.