最近一项使用器官芯片设备的临床试验暴露了一个关键问题：微通道中的流体停滞导致培养物中的细胞大量死亡。这一事件强调了在制造前验证微流控设计的必要性。将医学分割软件与计算流体动力学相结合，是预测这些现象最有效的解决方案。
技术工作流程：从分割到流体动力学 🧪
该过程始于Mimics，在此处理断层扫描或CAD设计，以生成芯片几何结构的精确网格。该模型导出到Flow-3D，应用CFD求解器模拟微米尺度的流动。在分析案例中，Flow-3D检测到通道分叉处的回流区和低速区，这些点随后记录了细胞坏死。模拟能够可视化压力梯度和剪切应力，揭示原始设计缺乏用于均匀流量的扩散器。Blender用于后处理粒子轨迹并生成停滞流动的可视化。
生物医学芯片设计的教训 🔬
这一失败表明，微流控不能仅依赖几何直觉。在虚拟原型设计阶段集成Flow-3D，可以识别影响细胞活性的死区。对于未来实验，建议包括参数模拟，以评估最小流量和具有平滑过渡的通道几何形状。细胞死亡不仅使实验结果无效，还会延迟药物开发。通过CFD预测这些故障如今已成为组织工程中的一项基本要求。
你会用树脂还是线材打印这个模型？ 🖨️