درک انتقال اکسیژن در ساختار بافت 3D برای مهندسی بافت و داروهای بازسازی کننده ضروری است. مدل سازی مناسب به بهینه سازی پارامترهای طراحی کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که زنده ماندن سلول و عملکرد در بافت های مهندسی شده است.

پایه های اکسیژن Diffusion در بافت

اکسیژن از رگ های خونی به بافت اطراف پخش می شود، سلول هایی را با اکسیژن لازم برای متابولیسم فراهم می کند.این فرایند انتشار به خواص بافت، میزان مصرف اکسیژن و آرایش فضایی وازوژنیک بستگی دارد.

محاسبه برای حمل و نقل اکسیژن

مدل های ریاضی اغلب از قوانین انتشار Fick برای برآورد پروفایل های غلظت اکسیژن در داخل سازه های بافت استفاده می کنند.این مدل ها پارامترهایی مانند ضریب انتشار، ضخامت بافت و میزان مصرف سلولی را شامل می شوند.

به عنوان مثال، معادله انتشار ثابت دولت:

[[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱۰]] [۱]

در جایی که شاخص انتشار غلظت اکسیژن است و میزان مصرف اکسیژن است.

استراتژی های طراحی برای تحویل اکسیژن بهبود یافته

طراحی بافت موثر شامل بهینه سازی و عروقی سازی، منافذ داربست و مسیرهای انتشار اکسیژن است که شامل ترکیب کانال های میکرو، استفاده از مواد قابل هضم اکسیژن و کنترل تراکم سلول است.

  • توسعه شبکه های عروقی
  • افزایش منافذ داربست
  • استفاده از مواد زیستی آزاد کننده اکسیژن
  • کاهش تراکم سلول در مناطق اصلی