Flow effects in porous scaffolds for tissue regeneration

组织再生多孔支架中的流动效应

基本信息

  • 批准号:
    0700813
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2007-09-01 至 2011-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

CBET-0700813Vassilios I. Sikavitsas, University of Oklahoma Norman CampusIn tissue engineering, often the cells require extended in vitro culturing on the scaffold prior to transplantation to proliferate and to achieve extended extracellular matrix deposition. Bioreactors have been developed to provide improved nutrient transport in the cells residing at the interior pores of such scaffolds. This research project goal is the detailed characterization (to a micrometer level) of the fluid dynamic environment in the porous network of biodegradable cell/scaffold constructs for tissue regeneration in bioreactors with continuous flow perfusion. Integration of experiments, theory and numerical simulations will investigate the effect of convective flow perfusion in 3D scaffolds relevant for bone tissue engineering on i) cell detachment, ii) shear forces on the scaffold walls iii) spatial distribution of nutrients in the three-dimensional porous network, iv) cell proliferation and distribution, v) osteoblastic behavior, and vi) mineralized extracellular matrix deposition. Intellectual merit. The project goals are to: 1. Investigate the effect of convective flow perfusion in 3D scaffolds for bone tissue engineering on cell detachment differentiation and extracellular matrix deposition. 2. Characterize in detail the fluid flow environment within the porous scaffold, while the 3D configuration changes due to tissue growth. 3. Develop a theoretical framework to explore the potential existence of concentration gradients of nutrients critical for tissue growth using direct simulations of flow and transport in the porous space. 4. Validate the theoretical models and predictions experimentally and use the theoretical developments in the detailed understanding of the effect of shear forces on osteoblastic cells in a 3D environment. Broader Impact. This research attempts to characterize in a micrometer scale the fluid dynamic environment in these scaffolds to provide a necessary tool to better understand cell behavior under fluid shear forces in complex 3D environments. It will allow for the first time the rational design of the porous network of tissue engineering 3D scaffolds. The educational aspect will include the incorporation of the research in the material of two elective graduate courses in "Tissue engineering" and "Industrial and Environmental Transport Processes" and a course for professionals in the region of Oklahoma through the University of Oklahoma Continuing Education Program. Furthermore, the project will leverage the proposed educational activities with the activities of the recently established Oklahoma University Bioengineering Center. The project will, thus, serve the dual goal of encouraging the transition of undergraduate students to graduate school, and of preparing a group of the technical workforce of our State for cutting edge engineering technologies.
在组织工程学中,细胞通常需要在移植前在支架上进行长时间的体外培养,以增殖并实现长时间的细胞外基质沉积。生物反应器已经被开发出来,以改善驻留在这种支架内部孔中的细胞中的营养物质的运输。本研究项目的目标是在连续流动灌流的生物反应器中,对用于组织再生的可生物降解细胞/支架构建的多孔网络中的流体动力学环境进行详细的表征(微米级)。实验、理论和数值模拟相结合的方法将研究与骨组织工程相关的三维支架中的对流灌流对i)细胞分离、ii)支架壁上的剪切力、iii)营养物质在三维多孔网络中的空间分布、iv)细胞的增殖和分布、v)成骨行为和vi)矿化细胞外基质沉积的影响。智力上的优点。本课题的目标是:1.研究三维骨组织工程支架对流灌流对细胞分离、分化和细胞外基质沉积的影响。2.详细表征了多孔支架内的流体流动环境,同时由于组织生长而改变了三维构型。3.开发了一个理论框架,通过直接模拟多孔空间中的流动和传输来探索对组织生长至关重要的营养物质浓度梯度的潜在存在。4.通过实验验证理论模型和预测,并利用理论发展来详细了解三维环境中剪切力对成骨细胞的影响。更广泛的影响。本研究试图在微米尺度上表征这些支架中的流体动力学环境,为更好地了解复杂三维环境中流体剪切力下细胞的行为提供必要的工具。这将首次允许组织工程三维支架的多孔网络的合理设计。教育方面将包括将这项研究纳入“组织工程”和“工业和环境运输过程”两门研究生选修课的教材中,以及通过俄克拉荷马大学继续教育计划为俄克拉荷马地区的专业人员开设的一门课程。此外,该项目将利用最近成立的俄克拉荷马大学生物工程中心的活动来利用拟议的教育活动。因此,该项目将服务于鼓励本科生过渡到研究生院和为我国尖端工程技术培养一批技术劳动力的双重目标。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Vassilios Sikavitsas其他文献

Mid-IR laser measurement of acetaldehyde in the headspace gas of cell culture media samples from growth of breast cancer cells in hydrogel scaffolds
  • DOI:
    10.1007/s00216-025-05899-9
  • 发表时间:
    2025-05-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.800
  • 作者:
    Parker Bryant;Patrick McCann;Khosrow Namjou;Vassilios Sikavitsas;Roger Harrison
  • 通讯作者:
    Roger Harrison
Exosomes in diagnostic and therapeutic applications of ovarian cancer
  • DOI:
    10.1186/s13048-024-01417-0
  • 发表时间:
    2024-05-25
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.200
  • 作者:
    Dhaval Bhavsar;Rajeswari Raguraman;Dongin Kim;Xiaoyu Ren;Anupama Munshi;Kathleen Moore;Vassilios Sikavitsas;Rajagopal Ramesh
  • 通讯作者:
    Rajagopal Ramesh

Vassilios Sikavitsas的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Vassilios Sikavitsas', 18)}}的其他基金

MRI: Acquisition of a Fluorescence Activated Cell Sorter (FACS)
MRI:获取荧光激活细胞分选仪 (FACS)
  • 批准号:
    1229309
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

Dynamic Credit Rating with Feedback Effects
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    万元
  • 项目类别:
    外国学者研究基金项目
NPM1表观重塑巨噬细胞代谢及修复表型在心肌缺血损伤中的调控作用
  • 批准号:
    82371825
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
内源性蛋白酶抑制剂SerpinA3N对缺血性脑卒中后血脑屏障的保护作用及其表达调控机制
  • 批准号:
    82371317
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
儿童期受虐经历影响成年人群幸福感:行为、神经机制与干预研究
  • 批准号:
    32371121
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
水环境中新兴污染物类抗生素效应(Like-Antibiotic Effects,L-AE)作用机制研究
  • 批准号:
    21477024
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    86.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
动态整体面孔认知加工的认知机制的研究
  • 批准号:
    31070908
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    31.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
磁性隧道结的势垒及电极无序效应的研究
  • 批准号:
    10874076
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    34.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
抗抑郁剂调控细胞骨架蛋白的功能研究
  • 批准号:
    30472018
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    16.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Development of an experimental technique for characterizing the effects of magma flow in porous media
开发表征多孔介质中岩浆流影响的实验技术
  • 批准号:
    1946346
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Influence of Pore Connectivity on Upscaling Effects of Porous Media Flow
孔隙连通性对多孔介质流放大效应的影响
  • 批准号:
    19H02252
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
The effects of local flow in a porous media fixed in waves on energy dissipation and mass transfer
固定在波浪中的多孔介质中的局部流动对能量耗散和质量传递的影响
  • 批准号:
    17K06586
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Fundamental studies on multiphase flow in porous media: transport phenomena, interfacial effects, and pore structure
多孔介质中多相流的基础研究:传输现象、界面效应和孔隙结构
  • 批准号:
    250036-2002
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Fundamental studies on multiphase flow in porous media: transport phenomena, interfacial effects, and pore structure
多孔介质中多相流的基础研究:传输现象、界面效应和孔隙结构
  • 批准号:
    250036-2002
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Fundamental studies on multiphase flow in porous media: transport phenomena, interfacial effects, and pore structure
多孔介质中多相流的基础研究:传输现象、界面效应和孔隙结构
  • 批准号:
    250036-2002
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Effects of capillary force, wettability and interfacial phenomena on fluid flow in porous media
毛细管力、润湿性和界面现象对多孔介质中流体流动的影响
  • 批准号:
    227545-2000
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Fundamental studies on multiphase flow in porous media: transport phenomena, interfacial effects, and pore structure
多孔介质中多相流的基础研究:传输现象、界面效应和孔隙结构
  • 批准号:
    250036-2002
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Effects of capillary force, wettability and interfacial phenomena on fluid flow in porous media
毛细管力、润湿性和界面现象对多孔介质中流体流动的影响
  • 批准号:
    227545-2000
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Effects of pore structure and wettability on multiphase flow and transport in porous media
孔隙结构和润湿性对多孔介质中多相流动和输运的影响
  • 批准号:
    194309-1999
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了