【摘要】：目的考察振蕩流動(dòng)以及三維支架孔徑和孔隙率對生物反應(yīng)器內(nèi)流速和剪切力分布的影響,并根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果為脫細(xì)胞骨三維支架和灌注式生物反應(yīng)器制備提出優(yōu)化方法。方法針對實(shí)驗(yàn)室前期制備的骨組織工程用脫細(xì)胞骨三維支架和灌注式生物反應(yīng)器,將脫細(xì)胞骨三維支架簡化為各向同性的多孔介質(zhì),對生物反應(yīng)器內(nèi)的流速和剪切力分布進(jìn)行理論建模。結(jié)果振蕩流作用時(shí),多孔支架材料內(nèi)速度和達(dá)西剪切力呈現(xiàn)一致的變化規(guī)律,不同半徑處流速和達(dá)西剪切力差異減小,有利于在骨組織工程中對種子細(xì)胞進(jìn)行均勻三維培養(yǎng)。提高入口灌流速度可提高平均達(dá)西剪切力;增加多孔支架孔徑或孔隙率對支架內(nèi)流速峰值影響不大,但會(huì)顯著降低平均達(dá)西剪切力;提高入口振蕩流動(dòng)振蕩頻率可降低支架內(nèi)流速最大峰值,顯著減小不同半徑處流速的差異。結(jié)論適宜的振蕩流易產(chǎn)生利于骨組織工程干細(xì)胞所需剪切力,研究結(jié)果有望為優(yōu)化骨組織工程中種子細(xì)胞的三維培養(yǎng)方法提供理論指導(dǎo)。
[Abstract]:Aim to investigate the effects of oscillatory flow, pore size and porosity of three-dimensional scaffolds on the distribution of velocity and shear force in bioreactor. Based on the theoretical results, an optimized method for preparation of three-dimensional scaffold and perfusion bioreactor for acellular bone was put forward. Methods the three-dimensional acellular bone scaffolds for bone tissue engineering were simplified into isotropic porous media by means of a three-dimensional scaffold and an perfusion bioreactor, which were prepared earlier in the laboratory. The flow velocity and shear force distribution in the bioreactor were modeled theoretically. Results the velocity and Darcy shear force in porous scaffolds were consistent with each other under oscillatory flow. The difference of velocity and Darcy shear force at different radii was decreased, which was beneficial to uniform three-dimensional culture of seed cells in bone tissue engineering. The mean Darcy shear force could be increased by increasing the velocity of perfusion at the inlet, but the mean Darcy shear force could be significantly decreased by increasing the pore diameter or porosity of the scaffolds, which had little effect on the peak velocity of flow in the scaffolds. Increasing the oscillation frequency of inlet oscillatory flow can reduce the maximum peak velocity and the difference of velocity at different radii. Conclusion the suitable oscillating flow is easy to produce shear force for bone tissue engineering stem cells, and the results may provide theoretical guidance for optimizing the three-dimensional culture method of seed cells in bone tissue engineering.
【作者單位】： 武漢紡織大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院;重慶大學(xué)生物工程學(xué)院國家"111計(jì)劃"基地;重慶大學(xué)生物流變科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)(CDJZR 12238801)
【分類號】：R318.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

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【共引文獻(xiàn)】

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相關(guān)會(huì)議論文 前2條

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本文編號：2433875