Design, characterization, and modeling of microcirculation systems with integrated oxygenators

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Mathias Busek - , Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (Autor:in)
  • Stefan Gruenzner - , Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (Autor:in)
  • Tobias Steege - , Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (Autor:in)
  • Florian Schmieder - , Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (Autor:in)
  • Udo Klotzbach - , Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (Autor:in)
  • Frank Sonntag - , Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (Autor:in)

Abstract

Here, we describe a microfluidic system for hypoxia assays on human cell culture models. These systems are developed to replace or reduce animal testing in biomedical basic research. The presented system uses a gas-permeable membrane as a gas-liquid interface and a micropump for media actuation to influence the oxygen content in two cell culture chambers. To apply well-defined hypoxic conditions to the cells, a good understanding of the mass transport phenomena is necessary. Therefore, a complete network model of the microfluidic system is presented. This model is validated by means of micro-particle image velocimetry (μPIV) and optical oxygen measurement with fluorescence lifetime detection. Finally, the impact of several process parameters, e.g., the gas permeability of the pump, is discussed using the developed model.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)221-228
Seitenumfang8
FachzeitschriftJournal of sensors and sensor systems
Jahrgang5
Ausgabenummer1
PublikationsstatusVeröffentlicht - 24 Juni 2016
Peer-Review-StatusJa
Extern publiziertJa

Schlagworte