细胞打印过程中细胞受损分析

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1、摘要

2、IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIILIIIIIIIIIIlY2380516细胞打印是将活细胞／基质作为堆积的对象，经过计算机辅助层层堆积形成三维活性多细胞体系的先进技术，被认为是组织工程中最有潜力的技术之一。避免打印细胞受损是该技术工程化亟待解决的关键问题之一。为此，本文研究了喷射细胞着陆过程中的受损问题。首先，采用光滑质点动力学(SmoothParticleHydrodynamicMethod，SPH)方法，建立了多细胞着落模型，解决了使用传统有限元法计算大变形问题时容易出现网格畸变而无法计算

3、的问题；其次，分析了连续打印时，细胞着陆过程中所承受的应力和应变，探索了保持打印细胞活性的措施；最后，对压电式按需喷射酵母细胞打印进行了实验研究，结果表明按需喷射方式下，细胞的存活率高，但高密度、高粘度细胞悬液的喷射成为一个亟待解决的关键问题。关键字：细胞打印碰撞组织工程细胞受损光滑质点动力学法(SPH)AbstractCellprintingisapromisingtechnologyintissueengineering，withwhichthecomplexthree-dimensionalactivemulti．

4、cellularsystemcanbeformedbysequentiallyprintingthecells／matrixlayer-by·layer．Avoidingcellpost-transferdamageisoneofurgentissuestobesolvedintheengineeringapplicationofthistechnology．Theobjectofthispaperistostudycelldamageduetothemechanicalimpactduringcelllanding．F

5、irstofall，inordertosolveelementdistortionduetolargedeformationwhenthe仃aditiorlalfiniteelementmethodisused，amesh-freesmoothparticlehydrodynamicmethod(SPH)isintroducedtoestablishthemulti-cellularlandingmodelincontinuousprinting．Secondly，theimpact-inducedcellmechani

6、calloadingprofileduringcelllandingisanalyzed,includingeffectivestressandplasticstrain．Someexercisablemeasuresareprobedintoforremainingthecellpost-transferviability．Finally，thedropondemandpiezoelectriccellprintingisinvestigated．Theexperimentalresultsshowthatthecel

7、lsurvivalrateiShighinthisway．Theeellsolutiondensityanditsviscosityarekeyissueforcellprintingwithcommercialprintingllead．Keyword：Cellprintingimpacttissueengineeringcelldamagesmoothparticlehydrodynamicmethod(SPH)目录第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯i1．1细胞打印概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．

8、11．2细胞打印的方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．31．2．1喷墨打印⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．31．2．2激光直写⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．41．2．3声控打印⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．61．3细胞打印的国内外研究现状及其发展方向⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．71．3．1细胞打印的国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．71．3．2细胞打印技术的发展方向⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．101．4论文研究的内容安排⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10第二章基于光滑质点动力学法(SPH)的细胞液滴着落过程的仿真与分析⋯1

9、32．1概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．132．2数值方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．142．2．1控制方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．142．2．2SPH方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．152．3材料模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．172．3．i细胞材料模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯