Трибология клеток хряща в биореакторе

Темой данного исследования являются аспекты оптимизации выращивания клеток сустава человека с точки зрения трибологии. Для этого используются системы управления с целью изменения различных параметров течения биологических жидкостей (давление, скорость, колебания, величины сил трения), омывающих клетки в биореакторе. В работе описывается прототип мини- биореактора, разработанный для решения этих задач. При построении моделей течения вязкой жидкости в пограничном слое и потенциального течения будут использованы уравнения гидродинамики с граничными условиями для биологических жидкостей, омывающих клетки, а также образцы ткани суставного хряща. С помощью аналитических и численных методов будут определены поля скоростей вязкоупругой, неньютоновской, биологической и питательной жидкостей, а также силы трения, возникающие вблизи поверхностей клеток в процессе выращивания. Кроме того, будут учтены потенциальные течения жидкостей, которые обеспечивают питание хрящевого сустава после трансплантации. Будет проведено сравнение значений сил трения, которые определялись аналитически и численно, с величинами, измеренными атомно-силовым микроскопом. Аналитическое и численное решения будут получены с использованием современных методов гидродинамики тонкого слоя, гипо- и гиперупругости мягких тканей.