简斯 (JANUS):一个开源的3D可打印的 perfusion 生物反应器和基于数值模型的设计策略,用于组织工程

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 组织工程是组织工程.
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 生物反应器对于维持组织工程中的细胞培养,管理营养素和废物交换至关重要.
• 现有的生物反应器设计存在很大差异,由于不同的协议和条件,阻碍了可重复性和数据比较.
• 综合传感器和刺激技术旨在增强细胞反应,如增殖和分化.

研究的目的:

• 开发一个开源的,3D打印 perfusion 生物反应器设计.
• 建立一个数字模型驱动的战略,以优化细胞培养协议.
• 为了实现电场和剪切应力刺激的同时应用,以改善细胞培养控制.

主要方法:

• 设计并3D打印了一个开源的 perfusion 生物反应器.
• 开发了一个数字模型来指导协议开发.
• 集成电容合电场和流体诱导的剪切应力刺激系统.
• 通过实验和数值预测验证了刺激系统.
• 对生物反应器性能进行了初步体外验证.

主要成果:

• 生物反应器的设计是开源的,3D打印.
• 数字模型驱动的策略成功指导了协议开发.
• 实验验证证了生物反应器提供电场和剪切应力的能力.
• 刺激系统的结果与数值预测保持一致.
• 初步的体外试验证实了生物反应器支持可行的细胞培养.

结论:

• 开发的开源生物反应器和协议策略改善了组织工程中的控制,比较和可复制性.
• 综合刺激系统经过验证,并与数值模型保持一致.
• 这项工作为推进组织工程研究提供了公开可用的物理和虚拟工具.