Modeling of fluid flow in a biological reactor of rotational type


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The technology using for the replacement of damaged tissues the own cells of the patient, which are placed in a three-dimensional frame - scaffold, is promising for solving the problem of the bone tissue regeneration. A new biological reactor of the rotational type, in which the scaffold tissue rotates in a medium for cultivating the cells, was designed for the development of this technique. A numerical algorithm based on the ANSYS program was developed, which enables one to estimate in a new bioreactor the level of the mechanical load on the cells, which affects their pro-perties. The algorithm enables the computation of the values of the shear stress and static pressure acting on the scaf-fold surface. The computations have shown that the necessary shear stress is reached in the proposed rotational biore-actor on the outer side of the inner cylinder (0.002−0.1 Pa) in the range of rotation frequencies 0.083 < f < 0.233 Hz. At the same time, computational results have revealed the presence of an inhomogeneity in the mechanical action distribution along the scaffold tissue, which is due to the appearance of two Taylor vortices with opposite rotation directions in the gap between the cylinders. The experiments on the flow field visualization inside the rotational bio-logical reactor have shown a qualitative agreement of the flow character with computational results. The proposed numerical algorithm may simulate with sufficient accuracy the fluid flow in a real system. The obtained dependencies can be used in practice for creating an optimal microenvironment of the cells cultivated in the biological reactor.

Об авторах

V. Ganimedov

Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS

Email: euglenaria@gmail.com
Россия, Novosibirsk

E. Tsibulskaya

Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS; Novosibirsk State University

Автор, ответственный за переписку.
Email: euglenaria@gmail.com
Россия, Novosibirsk; Novosibirsk

N. Maslov

Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS; Novosibirsk State University

Email: euglenaria@gmail.com
Россия, Novosibirsk; Novosibirsk

P. Larionov

Novosibirsk State University; Novosibirsk Research Institute of Traumatology and Orthopedics n. a. Ya.L. Tsivyan

Email: euglenaria@gmail.com
Россия, Novosibirsk; Novosibirsk

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».