細(xì)胞打印噴頭堵塞數(shù)值模擬與分析.pdf

1、生物打印技術(shù)是在組織器官的解剖學(xué)數(shù)字模型直接驅(qū)動下，定位裝配活細(xì)胞或材料單元，制造類組織前體的新技術(shù)。器官或組織的血管化結(jié)構(gòu)要求生物打印技術(shù)能夠高精度、高通量、高速度地將細(xì)胞、生物材料定位到預(yù)設(shè)的結(jié)構(gòu)中，這對多樣化的生物打印技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。細(xì)胞打印是生物打印技術(shù)的重要分支，其目的是打印生物活體細(xì)胞。目前細(xì)胞打印技術(shù)的成功僅局限于打印薄層組織和簡單結(jié)構(gòu)組織，在細(xì)胞打印過程中容易發(fā)生噴頭堵塞是導(dǎo)致細(xì)胞打印技術(shù)發(fā)展受限的原因之一。為此，本文研

2、究了在細(xì)胞打印過程中噴頭堵塞機(jī)理及其調(diào)控方法。首先基于離散單元法建立噴射過程中噴頭腔內(nèi)多細(xì)胞運(yùn)動模型，實(shí)現(xiàn)了對細(xì)胞打印和噴頭堵塞現(xiàn)象的數(shù)值模擬。其次，以噴孔大小、細(xì)胞懸液粘度、細(xì)胞大小和細(xì)胞濃度為因素，設(shè)計均勻性實(shí)驗(yàn)方案對細(xì)胞打印進(jìn)行模擬，對結(jié)果進(jìn)行線性回歸分析，分析噴孔大小、細(xì)胞懸液粘度、細(xì)胞大小、細(xì)胞濃度對噴孔發(fā)生堵塞概率的影響。在此基礎(chǔ)上，基于最小二乘支持向量機(jī)建立了噴頭堵塞概率的預(yù)估模型，仿真結(jié)果表明:預(yù)估值與模擬值相差小于15