基于虚拟仪器技术的血管组织工程生物反应器的研究的开题报告.pdfVIP

基于虚拟仪器技术的血管组织工程生物反应器的研

究的开题报告

一、研究背景与意义

血管组织工程是一种新兴的技术，在体内和体外构建具有生物功能

的血管组织，用于修复和重建缺失或破坏的血管系统。由于缺乏合适的

生物反应器设备，目前血管组织工程的研究还存在许多挑战和难题。虚

拟仪器技术为构建血管组织工程生物反应器提供了一种新的思路和方法。

二、研究内容

本研究将采用虚拟仪器技术建立一种基于生物反应器的血管组织工

程实验平台，通过模拟体内环境条件，控制生物反应器内的生理参数，

模拟体外培养条件，实现组织工程血管的生长和巩固。具体研究内容包

括以下几个方面：

1.设计实验平台

基于LabVIEW平台设计实验平台，包括生物反应器控制模块、数据

采集模块、数据分析模块等。通过控制生物反应器内的生理参数，实现

血管组织工程的生长和巩固，并对血管壁厚度、管腔直径等参数进行监

测和分析。

2.建立血管组织工程生物反应器

设计一个基于虚拟仪器技术的生物反应器，通过该生物反应器，可

以在体外培养血管组织工程。生物反应器内部应添加相应的生物材料和

培养液，并控制氧气、二氧化碳、pH值、温度等参数。

3.评估血管组织工程的生长及生理特性

通过对不同制备方案下的血管组织工程进行观察和评估，比较不同

条件下血管组织工程的生长速率、生物力学性质等生理特性，为优化血

管组织工程制备方法提供依据。

三、研究方法和技术路线

1.设计实验平台

采用虚拟仪器技术，基于LabVIEW平台构建实验平台。通过使用

NI-DAQ数据采集卡、NI实时控制卡等硬件将实验平台与生物反应器进行

连接，实现对生理参数的控制和数据的采集。

2.建立血管组织工程生物反应器

血管组织工程生物反应器设计应考虑生物反应器材料选择、氧气、

二氧化碳、pH值、温度等参数的控制、生物反应器的灭菌等因素。

3.评估血管组织工程的生长及生理特性

采用组织学染色、生物力学测试、基因表达分析等方法对不同制备

方案下的血管组织工程进行比较和评估。

四、预期结果和意义

本研究旨在建立一个基于虚拟仪器技术的血管组织工程生物反应器

实验平台，涉及到虚拟仪器技术、生物医学工程、材料科学等领域。同

时，期望通过本研究，为进一步探索和开发组织工程控制技术、生物反

应器的优化设计等方向提供参考和借鉴。