A Numerical Study of Fluid Flow in the Porous Structure of Biological Scaffolds

2020

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.18321/ectj974
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Tissue engineering (TE) is one of the promising areas that aims to address the global problem of organ and tissue shortages. The successful development of TE, particularly in bone tissue engineering, consists of the use of modern methods that allow the creation of scaffolds, the physicochemical, mechanical, and structural parameters of which will allow achieving the desired clinical results. The vast possibilities of the rapidly developing technology of three-dimensional (3D) printing, which allows the creation of individual scaffolds with high precision, has led to various developments in bone tissue TE. In this work, for the successful use of three-dimensional printing in TE to ensure the diffusion of nutrients during cell cultivation throughout the entire structure of the scaffold, a model of a rotating scaffold is proposed, and the movement of the diffusion flow of nutrient fluid is calculated based on Darcy’s law, which regulates the flow of fluids through porous media. The conducted studies of the rate of diffusion flow of nutrients based on glucose in the porous structure of scaffolds with a 10% content of calcium hydroxyapatite demonstrated the promise of using a model of a rotating composite scaffold in TE of bone tissue. The results show that at a scaffold rotation speed of 12 rpm, the diffusion flow rate of nutrients in the composite scaffolds porous structure is practically not affected by their geometric shape.