Bioreactors as engineering support to treat cardiac muscle and vascular disease

Cardiovascular disease is the leading cause of morbidity and mortality in the Western World. The inability of fully differentiated, load-bearing cardiovascular tissues to in vivo regenerate and the limitations of the current treatment therapies greatly motivate the efforts of cardiovascular tissue engineering to become an effective clinical strategy for injured heart and vessels. For the effective production of organized and functional cardiovascular engineered constructs in vitro, a suitable dynamic environment is essential, and can be achieved and maintained within bioreactors. Bioreactors are technological devices that, while monitoring and controlling the culture environment and stimulating the construct, attempt to mimic the physiological milieu. In this study, a review of the current state of the art of bioreactor solutions for cardiovascular tissue engineering is presented, with emphasis on bioreactors and biophysical stimuli adopted for investigating the mechanisms influencing cardiovascular tissue development, and for eventually generating suitable cardiovascular tissue replacements

Application of exponential rheological equations of state to describe structural properties of hydrocolloids

W pracy dokonano interpretacji krzywych płynięcia kleików skrobi ziemniaczanej i woskowej. Do danych doświadczalnych, uzyskanych w różnych temperaturach, dopasowano reologiczne wykładnicze równanie stanu układów rozrzedzanych ścinaniem. Metodą regularyzacji Tichonowa obliczono rozkłady reologicznych stałych czasowych. Stwierdzono, że wartości tych stałych oraz ich intensywności są zależne od składu kleiku, natomiast położenie globalnego maksimum rozkładów jest niezależne od temperatury. Czasy charakterystyczne wyznaczone z równania (1) przyjmują wartości z przedziału (0,1 - 1 s), co wskazuje na dominację zjawisk lepkościowych w kształtowaniu właściwości reologicznych kleików. Wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się intensywność dużych stałych czasowych opisujących przyczynki lepkościowe. Analiza właściwości reologicznych wskazuje na wytworzenie w kleiku struktury, która w miarę wzrostu temperatury ulega „upłynnieniu”. Kleiki skrobiowe to układy zdolne do magazynowania energii mechanicznej.In the study paper, flow curves of potato and waxy starch pastes were interpreted. A rheological exponential equation of state for shear thinning systems was adjusted to the experimental data obtained at different temperatures. Distributions of rheological time constants were computed using a regularization method by Tikhonov. It was found that the values of those constants and their intensities depend on the composition of paste, whereas the position of global maximum of the distributions does not depend on the temperature. The characteristic times were determined using Equation (1) in the range (0.1 to 1 sec), and this fact indicates the predominance of viscous phenomena occurring while rheological features of pastes are in the process of moulding. Along with the raising temperature, the intensity increases of large time constants, which describe viscous contributions. The analysis of rheological properties of pastes indicates that a structure is developed in the paste, that "fluidifies” as the temperature increases. Starch pastes are systems capable of storing mechanical energy

Rheological behavior diversity during long-lasting mixing of water solutions of selected food-type hydrocolloids

Przedstawiono właściwości reologiczne roztworów wybranych hydrokoloidów spożywczych poddawanych ścinaniu w warunkach mieszania długotrwałego. Roztwory karboksymetylocelulozy, gumy ksantanowej oraz karagenu mieszano w czasie pięciu godzin w warunkach wzrastających obrotów mieszadła. W eksperymencie zastosowano mieszadła: kotwicowe, ramowe i wstęgowe. Lepkość pozorną obliczono korzystając z zasad reometrii mieszadłowej. Wyniki badań potwierdziły odmienność zachowań teologicznych omawianych hydrokoloidów mieszanych przy użyciu mieszadeł o różnej geometrii oraz pozwoliły na określenie warunków występowania zmian lepkości pozornej w funkcji czasu.Differences in rheological behavior between solutions of selected food-type hydrocolloids undergoing long-lasting shear mixing are presented. Solutions of carboxymethylcellulose, xanthan gum and carrageenan were subjected to mixing for five hours under conditions of increasing stirrer rotational frequency. The anchor, frame and ribbon stirrers were applied in experiments. Apparent viscosity was calculated using the principles of mixer rheometry. The results confirmed differences in rheological behavior of hydrocolloids mixed using mixers of different geometry and allowed to define conditions of changes of apparent viscosity as a function of time

Rheological scaling properties of starch solutionsin dimethylsulfoxide

The possibility of scaling viscoelastic properties of starch solutions in relation to biopolymer concentration was presented in this study. An application of this empirical method enabled to widen the observation horizon of viscoelastic properties. It was also determined that the scope of its applicability is limited by amylose content in the solution. In high amylose solutions, for which up to 40% (w/w) concentration was the highest one obtained, calibration caused the formation of master curve in the widest frequency range. Determined values of scaling coefficients aC changed exponentially in starch concentration function in the solution. For waxy starch solutions of maximum concentration equal to 20% (w/w), scaling did not significantly widen the observation window. Based on master curves constructed in such way, continuous relaxation spectra H([lambda]) were determined using Tikhonov regularisation method. Their structure indicates advantageous of viscous elements in the process of viscoelastic phenomena formation

The effect of potato starch concentration in some food hydrocolloids aqueous solutions on rheological parameters changes during mixing®

Artykuł przedstawia zmiany parametrów reologicznych modelowych układów spożywczych zawierających gumę guar i gumę ksantanową, z dodatkiem skrobi ziemniaczanej w różnych stężeniach podczas mieszania w warunkach zmiennej liczby obrotów mieszadła. Wykorzystano stanowisko przemysłowe w skali ćwierćtechnicznej, wyposażone w mieszadło wstęgowe. Rezultaty badań opisano za pomocą parametrów równania Ostwalda-de Waele. Wykazano znaczący wpływ stężenia skrobi na kształtowanie się charakteru reologicznego układów oraz zmiany parametrów reologicznych w funkcji czasu.The article presents rheological parameters changes of model food fluids included guar and xanthan gum with addition of potato starch in diffrerent concentrations during stirring in rotational speed changes conditions. A quarter-technical research stand was used. Experimental data was described by Power Law parameters. A significant effect of starch concentration on the formation of rheological character of systems and changes in rheological parameters as a function of time has been demonstrated

The impact of stirrer type on mixing power consumption and apparent viscosity changes of locust bean gum solutions

Artykuł przedstawia wpływ rodzaju zastosowanego mieszadła, czasu mieszania oraz prędkości obrotowej mieszadła na zapotrzebowanie mocy oraz zmiany lepkości pozornej płynu podczas mieszania. W charakterze płynu modelowego użyto 1% roztworu mączki chleba świętojańskiego z dodatkiem 0,25% CMC. Badania przeprowadzono przy użyciu stanowiska badawczego, wyposażonego w mieszadła: kotwicowe, ramowe i wstęgowe. Rezultaty eksperymentów wykazały znaczące zmiany zapotrzebowania mocy oraz zmiany charakteru reologicznego płynu, zależne od rodzaju użytego mieszadła.The paper presents impact of type of using stirrer, mixing time and rotational speed for power consumption and changes of apparent viscosity values of fluid during mixing. As a model food fluid solution of 1% locust bean gum with 0,25% CMC was used. Experiments were performed in a research stand, equipped with anchor, frame and helical ribbon stirrer. The results shown explicit changes of power consumption and rheological character of fluid, dependent on stirrer type