基于三维微观有限元技术的载细胞海藻酸盐生物材料建模
材料科学
2022-10-25 v2
摘要
提出一种使用有限元分析模拟载细胞生物材料力学响应的新型建模技术，用于生物墨水及其他组织工程应用。此处使用基于水凝胶的复合生物材料试样，其一由添加至海藻酸盐溶液（4% W/V）的 5% (V/V) HeLa 细胞构成，另一为海藻酸盐溶液（4% W/V）中无活细胞存在的试样。对两试样进行拉伸试验，使用 25 N 的载荷单元。试样由内部开发的三维（3D）生物打印机打印。为允许试样的非线性超弹性行为，拉伸试验中试样以 0.1 mm/min 和 0.5 mm/min 的速率极慢加载。在 Ansys 中开发的微观有限元模型以相似加载速率加载并记录其响应。两模型结果均与实验结果验证。在相同机械刺激下，有限元模型与拉伸试验实验间观察到非常好的一致性。因此，该研究揭示生物打印支架可虚拟建模以预先获取其力学特性。
引用
@article{arxiv.2103.05724,
title = {Cell-Laden alginate biomaterial modelling using three-dimensional (3D) microscale finite element technique},
author = {Abhinaba Banerjee and Sudipto Datta and Amit Roy Chowdhury and Pallab Datta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.05724},
year = {2022}
}
备注
4 pages, 7 figures