Numerische Untersuchungen zu mechanischen Beanspruchungen von Chinese-Hamster-Ovary Zellen in Mikrokanälen

Chinese-Hamster-Ovary (CHO) Zellen werden zur Produktion von Wirkstoffen in der pharmazeutischen Industrie eingesetzt und spielen in der Grundlagenforschung eine wichtige Rolle. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanzierten SysCompart-Projektes wurde ein mikrofluidisches Chiplabor entwickelt, worin solche CHO – Zellen mechanisch aufgeschlossen werden. Diese Zellen treffen dabei als Teil einer durch Mikrokanäle geförderten Suspension auf räumliche Barrieren. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Beanspruchung dieser Zellen an der Barrierenfront, durch Umströmung, mithilfe numerischer Strömungssimulationen analysiert und charakterisiert. Zudem konnten Strömungsbedingungen zum Ablösen haftender CHO-Zellen und damit auch Reibungskoeffizienten bestimmt werden. Ferner werden Modellierungsansätze und Simulationsergebnisse zum Deformationsverhalten dieser Zellen präsentiert, die auf bekannten Modellen der Kontinuumstheorie und der Diskrete-Elemente-Methode basieren.