Analysis of oxygen transport in microfluidic bioreactors for cell culture and organ‐on‐chip applications

生物反应器 氧气张力 氧合器 微流控 氧气 扩散 微通道 氧气输送 极限氧浓度 表面张力 材料科学 化学 生物医学工程 纳米技术 热力学 工程类 物理 医学 体外循环 有机化学 内科学
作者
Nafiseh Jomezadeh Kheibary,Javad Abolfazli Esfahani,Seyed Ali Mousavi Shaegh
出处
期刊:Engineering reports [Wiley]
卷期号:2 (1) 被引量:11
标识
DOI:10.1002/eng2.12062
摘要

In the recent decade, development of microfluidic bioreactors and organ‐on‐chip platforms for drug screening and disease modeling has been rising significantly. Prediction of oxygen level within the microfluidic bioreactors to create physiologically relevant oxygen tension for realistic cellular behavior is of critical importance. This article presented an analytical method to calculate oxygen tension in microchannel parallel plate bioreactors. Two‐dimensional convection‐diffusion equation was solved analytically with considering diffusion in two directions. Cellular oxygen consumption was assumed to follow Michaelis‐Menten kinetics. Effects of oxygenator design, gas permeability of the microfluidic channels, as well as flow rate and cell density on the oxygen distribution within the bioreactor were examined. In addition, a mathematical model was developed to predict oxygen tension in a fluidic circuit containing two interconnected bioreactors with and without recirculation of the media for the culture of hepatocytes and cardiomyocytes. The oxygenators were used to maintain normoxia in the bioreactors independently. The model allowed for the prediction and independent modulation of oxygen tension in the two bioreactors through changing the length of the oxygenators. In overall, the obtained results provide critical insights required for the design and operation of microfluidic bioreactors with desired levels of oxygen tension.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
无花果应助夏夏采纳,获得10
1秒前
jingyao完成签到,获得积分10
1秒前
Lululu完成签到,获得积分10
1秒前
Aylin完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
jewel9完成签到,获得积分10
3秒前
叽里呱啦完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
6秒前
王一g完成签到,获得积分0
6秒前
必成大业完成签到,获得积分10
6秒前
淡定雁开完成签到,获得积分10
6秒前
咻咻咻完成签到,获得积分20
6秒前
7秒前
Ariel完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
李子青完成签到,获得积分10
8秒前
古德完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.4应助myeongono采纳,获得10
8秒前
9秒前
铲屎大王完成签到,获得积分10
9秒前
xx完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
辣椒油发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
无极微光应助冷静的牛排采纳,获得20
11秒前
molihuakai应助meimale采纳,获得10
11秒前
蓝蓝路完成签到 ,获得积分10
11秒前
英俊的铭应助Inory007采纳,获得10
11秒前
12秒前
orixero应助hang采纳,获得10
12秒前
小王发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
顺心觅风完成签到,获得积分20
13秒前
鄂惜霜完成签到,获得积分10
14秒前
teriteri发布了新的文献求助10
14秒前
漂亮板栗完成签到 ,获得积分10
15秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7293339
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8912030
关于积分的说明 18867520
捐赠科研通 6960135
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3209835
关于科研通互助平台的介绍 2379255
邀请新用户注册赠送积分活动 2185884