反应扩散运输在核壳几何结构中的建模
摘要：在核-壳结构中进行了Fickian扩散建模。内部核心模拟胰岛素和外部壳充当惰性保护层。将氧气扩散进入细胞的消耗近似为Michaelis-Menten动力学。问题转化为无量纲单位并进行数值求解。确定了两种状态，一种是扩散受限制的，另一种是消耗受限制的。拟合回归描述了细胞中心浓度与相关物理参数的函数关系。研究结果表明，在细胞培养环境中，只要胰岛素的半径约为$142\mu m$或更小，封装壳的半径小于约$283\mu m$，细胞就能保持生存。当胰岛素的半径约为$100\mu m$时，细胞在其氧气浓度仅为$4.6\times10^{-2}$ $mol/m^{-3}$时仍能生存。这些结果表明，这种封装方案可以用于制备治疗糖尿病的人工胰脏。
作者：Clarence C. King, Amelia Ann Brown, Irmak Sargin, Kaitlin M. Bratlie, and Scott P. Beckman
论文ID：1808.06766
分类：Tissues and Organs
分类简称：q-bio.TO
提交时间：2018-08-22