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An in-silico approach to meniscus tissue regeneration: Modeling, numerical simulation, and experimental analysis

  • par garon@biomomentum.com

Elise Grosjean; Alex Keilmann; Henry Jäger; Shimi Mohanan; Claudia Redenbach; Bernd Simeon; Christina Surulescu; Luisa de Roy; Andreas Seitz; Graciosa Teixeira; Martin Dauner; Carsten Linti; Günter Schmidt
arXiv:2403.05909, Submitted on: 9 Mar 2024

https://doi.org/10.48550/arxiv.2403.05909

2 citations · 2 en 2025–2026

Les titres, résumés et légendes des publications sont présentés en anglais.

Abstract:

We develop a model the dynamics of human mesenchymal stem cells (hMSCs) and chondrocytes evolving in a nonwoven polyethylene terephtalate (PET) scaffold impregnated with hyaluron and supplied with a differentiation medium. The scaffold and the cells are assumed to be contained in a bioreactor with fluid perfusion. The differentiation of hMSCs into chondrocytes favors the production of extracellular matrix (ECM) and is influenced by fluid stress. The model takes deformations of ECM and PET scaffold into account. The scaffold structure is explicitly included by statistical assessment of the fibre distribution from CT images. The effective macroscopic equations are obtained by appropriate upscaling from dynamics on lower (microscopic and mesoscopic) scales and feature in the motility terms an explicit cell diffusion tensor encoding the assessed anisotropic scaffold structure. Numerical simulations show its influence on the overall cell and tissue dynamics.

Utilisation des équipements

Le Mach-1 Mechanical Tester a cartographié la rigidité structurale locale de supports en PET par des essais d’indentation–relaxation avec un indenteur sphérique. Le repérage par caméra définissait les points de mesure pour évaluer l’homogénéité spatiale. Des supports de deux gammes de grammage, dont des échantillons stérilisés par irradiation gamma, ont été testés avant et après hydratation dans du PBS. Les extraits ne précisent pas de trajectoires adaptées à la normale locale.

Matériaux (1)

Configurations de test (4)

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