Optimization of Media Change Intervals through Hydrogels Using Mathematical Models.
Optimization of Media Change Intervals through Hydrogels Using Mathematical Models.
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DOI：
10.1021/acs.biomac.2c00961
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发表时间：
2023-02-13
影响因子：
6.2
通讯作者：
Carlier, Aurelie
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ruiter, Floor A. A.;King, Jasia;Swapnasrita, Sangita;Giselbrecht, Stefan;Truckenmuller, Roman;LaPointe, Vanessa L. S.;Baker, Matthew B.;Carlier, Aurelie
工程水凝胶中的三维细胞培养在组织工程和再生医学中的应用越来越多。通过这些水凝胶转移营养物质、气体和废物对于细胞的存活和反应是非常重要的，然而扩散系数转化为实用指南还没有很好的建立。在这里，我们结合数学模型，光漂白后的荧光恢复，以及细胞培养插入物上的水凝胶扩散实验，提供了一种多尺度的实用扩散方法。我们观察到水凝胶的抑制作用，它减缓了对浓度变化的反应，并通过介质更新在水凝胶中创建了扩散梯度。我们设计的模型与测量相结合，为真实世界培养条件下的扩散系数提供了一个实用的参考点，使人们能够更明智地选择水凝胶培养条件。该模型可以在未来改进，以模拟更复杂的水凝胶本征性质，并研究二次相互作用对分析物在水凝胶中扩散的影响。
Three-dimensional cell culture in engineered hydrogels is increasingly used in tissue engineering and regenerative medicine. The transfer of nutrients, gases, and waste materials through these hydrogels is of utmost importance for cell viability and response, yet the translation of diffusion coefficients into practical guidelines is not well established. Here, we combined mathematical modeling, fluorescent recovery after photobleaching, and hydrogel diffusion experiments on cell culture inserts to provide a multiscale practical approach for diffusion. We observed a dampening effect of the hydrogel that slowed the response to concentration changes and the creation of a diffusion gradient in the hydrogel by media refreshment. Our designed model combined with measurements provides a practical point of reference for diffusion coefficients in real-world culture conditions, enabling more informed choices on hydrogel culture conditions. This model can be improved in the future to simulate more complicated intrinsic hydrogel properties and study the effects of secondary interactions on the diffusion of analytes through the hydrogel.
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影响因子：
5.8
作者：
Lust ST;Hoogland D;Norman MDA;Kerins C;Omar J;Jowett GM;Yu TTL;Yan Z;Xu JZ;Marciano D;da Silva RMP;Dreiss CA;Lamata P;Shipley RJ;Gentleman E
通讯作者：
Gentleman E
影响因子：
3.7
作者：
Kohze, Robin;Dieteren, Cindy E. J.;Schmidt, Samuel
通讯作者：
Schmidt, Samuel
影响因子：
--
作者：
Cowan, Ann E.;Moraru, Ion I.;Schaff, James C.;Slepchenko, Boris M.;Loew, Leslie M.
通讯作者：
Loew, Leslie M.
影响因子：
9.7
作者：
Marti-Figueroa CR;Ashton RS
通讯作者：
Ashton RS
DOI：
10.1016/j.msec.2018.10.048
发表时间：
2019-01-01
影响因子：
7.9
作者：
Karvinen, Jennika;Ihalainen, Teemu O.;Kellomaki, Minna
通讯作者：
Kellomaki, Minna