流场的数值模拟分析和细胞-骨质链支架结构在旋转瓶生物反应器中的制造
Xueyan Hu1, Hezhi Chen2, Hailin Ma2
1Cancer Hospital of Dalian University of Technology, State Key Laboratory of Fine Chemicals, Dalian R&D Center for Stem Cell and Tissue Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China; School of Pharmaceutical Engineering, Shenyang Pharmaceutical University, Shenyang 110016, China.
Journal of biotechnology
|July 27, 2025
概括
这项研究利用计算流体动力学优化了用于组织工程支架的螺旋瓶条件. 优化的脚手架成功地修复了子的骨质突缺陷,证明了骨和软骨修复的潜力.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 组织工程是组织工程.
- 计算流体动力学的流体动力学.
背景情况:
- 用于骨髓修复的组织工程正在从静态转向动态3D培养.
- 动态培养需要优化种植环境和参数.
- 计算流体动力学 (CFD) 可以预测和优化这些参数.
研究的目的:
- 模拟和预测旋转瓶 (SF) 中细胞支架结构的应力条件.
- 分析不同旋转速度在SF中的流场分布.
- 为了优化SF操作条件的组织工程骨质突修复替代品.
主要方法:
- 使用CFD来模拟ADSCs-Cs7/Gel3/nHAP和ADSCs-bone-derived支架上的流动力学和压力.
- 分析了SF内的流体循环区域和流场分布.
- 与SF旋转速度相关联的动态压力和流体切削力.
主要成果:
- 根据流动特征,确定了SF内的最佳细胞支架放置区域.
- 确定旋转速度和动态压力/剪切力之间的正相关性.
- 已确定的SF转速:ADSCs-Cs7/Gel3/nHAP的转速为50rpm,ADSCs-骨基基架的转速为70rpm.
结论:
- 优化的SF条件促进了适合细胞支架培养的环境.
- 在子模型中,SF培养的支架证明了成功修复骨质突缺陷.
- 在SF中的动态培养显示了先进的骨和软骨组织工程应用的前景.
