Modeling the Simultaneous Transport of Multiple Cryoprotectants into Articular Cartilage Using a Triphasic Model
Notice bibliographique
Résumé
Cryopreserving articular cartilage by vitrification can increase the availability of tissue for osteochondral allograft transplantation to treat cartilage defects. Developing well-optimized vitrification protocols can be supported by mathematical modeling to reduce the amount of trial-and-error experimentation needed. Fick's law has been used to model cryoprotectant diffusion, but it assumes ideal, dilute solution behavior, neglects water movement, and assumes diffusion of each cryoprotectant is independent of the presence of other cryoprotectants. The modified triphasic model addresses some of these shortcomings by accounting for water movement and the nonideal, nondilute nature of cryoprotectant vitrification solutions. However, it currently only exists for solutions containing a single cryoprotectant. As such, we extend the modified triphasic model to include two permeating cryoprotectants so that simultaneous diffusion occurring in vitrification protocols can be more accurately modeled. Using previously published experimental data, we determine suitable values for the fitting parameters of the new model. We then model a successful vitrification protocol for particulated cartilage cubes by calculating concentration, freezing point, vitrifiability, and strain profiles at the end of each loading step. We observe that Fick's law consistently underestimates cryoprotectant concentration throughout the cartilage compared to the modified triphasic model, leading to an underestimation of tissue vitrifiability. We additionally observe that simultaneous diffusion of cryoprotectants increases the permeation rate of each individual cryoprotectant, which Fick's law fails to consider. This suggests that using the two-cryoprotectant modified triphasic model to develop vitrification protocols could reduce excess exposure to cryoprotectants and improve preserved tissue outcomes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».