شبیه سازی توزیع اکسیژن در داربست دارای شبکه ی کانال های میکروفلوییدیکی برای استفاده در مهندسی بافت

علی رغم پیشرفت های حاصل در مهندسی بافت، یکی از مشکلات تولید بافت های ضخیم، نحوه ی اکسیژن رسانی به سلول های عمقی بافت مهندسی شده و ایجاد شبکه های رگی درون بافت ها می باشد‍‍. یکی از راه های مقابله با این مشکل، ایجاد شبکه ی کانال های میکروفلوییدیک درون داربست متخلخل می باشد، که این کانال ها می توانند علاوه بر بهبود اکسیژن رسانی ، قالبی را برای ایجاد رگ های طبیعی حاصل از رشد سلول های رگ زا فراهم آورند. در این مقاله، توزیع اکسیژن محلول در آب در یک داربست دوبعدی دارای کانال های میکروفلوییدیکی شاخه ای با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی شبیه سازی شده است. بدین منظور، معادلات جریان مایع و انتقال اکسیژن با استفاده از شرایط مرزی، شرایط اولیه و پارامترهای مناسب حل شده اند. توزیع اکسیژن در داربست بدون کانال و داربست های دارای کانال برای مراحل صفرم تا سوم دو شاخه شدن با زاویه ی شاخه ای ۴۵ درجه به دست آمده است. نتایج نشان داد که یک کانال با دو مرحله ی شاخه ای، توزیع اکسیژن مناسب به همراه سطح آزاد کافی برای رشد سلول ها را فراهم می کند، که مطابق با مراجع می باشد. در ادامه، زاویه ی دو شاخه ای در ساختار دو مرحله ای به ۳۵ کاهش داده شد که افزایش سطح غیرهایپوکسیک را به همراه داشت. به صورت کلی، با طراحی بهینه ی زاویه ی کانال های شاخه ای در داربست، می توان سطح قابل توجهی از داربست را اکسیژن رسانی نمود، در حالی که سطح کافی برای رشد سلول ها نیز وجود داشته باشد.

کلیدواژه ها:

مهندسی بافت ، داربست ، میکروفلوییدیک ، اکسیژن رسانی ، شبیه سازی