在组织成熟过程中,基于挤出的3D生物打印结构的细胞活力和细胞增殖的计算模型

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 计算生物学 计算生物学
• 组织工程是组织工程.

背景情况:

• 3D生物打印为各种行业的活组织制造提供了潜力.
• 复杂组织生产和扩大规模的一个关键限制是复杂的血管网络的发展.
• 了解营养的扩散和消耗对于生物打印结构中的细胞活力至关重要.

研究的目的:

• 介绍一个基于物理的计算模型,用于模拟3D生物打印结构中的营养物质扩散和消耗.
• 为了能够预先评估生物制造组织中的细胞活力和增殖.
• 验证模型对细胞活力变化的预测能力.

主要方法:

• 使用部分微分方程系统开发基于物理的计算模型.
• 使用有限元素方法对模型的近似.
• 对生物打印样本进行实验验证,以评估模型的准确性.

主要成果:

• 该模型准确地描述了营养的扩散,消耗,细胞活力和增殖.
• 它可以适应各种细胞类型,密度,生物材料和3D几何形状.
• 实验验证证了该模型能够预测细胞活力的变化的能力.

结论:

• 拟议的模型可以作为生物制造中的数字生概念的概念证明.
• 它可以集成到组织生物打印的标准工具包中.
• 这种方法有助于在复杂的生物打印组织中预先评估细胞活力.