计算流体动力学分析和碳氧甲基纤维素/酸盐3D生物打印墨水的实证评估,用于基于螺丝的微挤压

科学领域:

• 生物工程是生物工程.
• 生物材料科学 生物材料科学
• 计算流体动力学的流体动力学.

背景情况:

• 三维 (3D) 微挤出生物打印对于制造生物组织和器官至关重要.
• 预测生物墨水流及其对细胞生存能力的影响对于成功的生物打印至关重要.
• 目前的方法可能缺乏对复杂的生物墨水系统的精确预测能力.

研究的目的:

• 开发和验证一种生物墨水分析系统,用于预测螺杆式分剂系统 (SDS) 中的细胞活力.
• 为了整合生物墨水表征的风学和计算流体动力学 (CFD) 分析.
• 评估开发的系统是否适用于高粘度生物油墨和细胞载荷应用.

主要方法:

• 使用了风湿学测量来确定生物墨水粘度.
• 使用计算流体动力学 (CFD) 分析来模拟生物墨水流特性.
• 开发了一种基于螺丝的分剂系统 (SDS) 用于生物墨水挤出.
• 使用碳甲基纤维素/酸盐基生物墨水进行经验验证.
• 通过非线性回归与CFD参数相关联的风湿学数据.

主要成果:

• 成功预测了生物墨的质量流速,与实证数据进行了验证.
• 证明了系统分析高粘度生物墨水的能力.
• 使用开发的系统进行生物打印后确认了细胞活力 (C2C12细胞).
• 建立了生物墨水特性,流动动力学和细胞存活之间的相关性.

结论:

• 开发的生物墨水分析系统,整合了风学和CFD,准确地预测了SDS生物打印中的性能.
• 该系统对评估各种生物墨水和分剂器配置具有前景.
• 这种方法可以显著减少生物工程研究和开发的时间和成本.