组织工程软骨培养的细胞自动机算法模型与优化

求冰霞 李 宏* 王钰安 李文康 陶 蒙 陈丰农 陈 洁

1(杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院，杭州 310018)2(上海交通大学医学院第九人民医院，上海 200031)

组织工程软骨培养的细胞自动机算法模型与优化

求冰霞1李 宏1*王钰安1李文康1陶 蒙1陈丰农1陈 洁2

1(杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院，杭州 310018)2(上海交通大学医学院第九人民医院，上海 200031)

建立一个基于细胞自动机算法的软骨细胞和干细胞体外动态培养数学模型，并进行模拟计算与优化，为组织工程软骨的体外培养控制软件的编写提供理论依据。建立细胞自动机算法模型，采用软骨细胞和软骨干细胞作为研究对象进行Matlab仿真实验。实验分为3组，每组各自设置空白对照组、快速扩增组、力学刺激组、扩增与力学刺激复合培养组。空白对照组的结果显示，软骨细胞和干细胞诱导软骨细胞的细胞占空间区域分别为51%和45%；综合考虑细胞生长情况，软骨细胞培养最佳压强施加大小为100 kPa；干细胞诱导培养最佳压强施加大小为15 kPa。运用细胞自动机算法建立的数学模型来动态培养软骨细胞，可以为体外生物反应器控制软件的编写提供理论依据，对于组织工程培养软骨组织及其他器官培养是一种有效的可供参考的方法。

组织工程；仿真；细胞自动机算法；软骨细胞

引言

组织工程技术为体外培养构建工程化软骨带来了希望，而静态培养的组织工程软骨存在力学性能差、形态不完整、质量和安全性难以控制等问题[1-2]；……