灌注速度对悬浮细胞在微流道中运动的影响

作者：邢彦雪; 宋辉; 杨彩仙; 范佳玉; 安美文^*

来源：医用生物力学, 2021, 36(06): 910-915.

DOI：10.16156/j.1004-7220.2021.06.012

• 悬浮细胞
• 微流道
• 流固耦合
• 灌注速度

目的建立细胞灌注培养有限元模型,研究不同灌注速度对悬浮细胞运动的影响。方法利用COMSOL Multiphysics建立细胞和微流道二维模型并进行网格划分,根据灌注速度不同分为3组,分别为u0=0.196 mm/s、u1=0.117 mm/s、u2=0.04 mm/s,利用流固耦合模块进行计算。结果微流道中流场分布比较均匀。相同时间内,细胞悬液灌注速度之比u0∶u1∶u2=5∶3∶1,细胞在微流道中运动的位移之比D0∶D1∶D2=4.1∶2.9∶1,在速度成比例的情况下,细胞的位移也大致遵循相应的比例变化。灌注速度增加,会使细胞在运动过程中出现应力集中现象。细胞在运动过程中所受应力及流体剪切力均在安全值范围内,不会出现破坏现象。结论采用一定速度进行灌注,能促使悬浮细胞不受损伤进入微流道内部;在体外组织工程产品的细胞种植时可以应用灌注技术。

• 单位
  太原理工大学; 生物医学工程学院