管中管式氧饱和器：实现人类细胞培养中液相氧浓度的精准动态控制

本研究证明了基于Teflon-AF的管中管饱和器可用于快速、精准地调节液体中的氧浓度，其适用范围不仅限于器官芯片系统，还可拓展至人类细胞培养应用。该系统能够使液相达到较高且接近饱和的氧浓度，其性能受温度、体积流量和管长等多种参数的影响。研究表明，在低氧浓度条件下，管中管饱和器对这些参数的变化具有较高敏感性；而随着氧饱和程度的提高，这种敏感性逐渐降低。为阐明其潜在的传质过程，本研究将动力学实验与计算流体力学模拟相结合。模拟结果与实验数据吻合良好，所建立的模型能够在不同操作条件下可靠地预测液相中的氧浓度。凭借其设计、性能、多功能性和便携性，该系统为微尺度和宏观尺度人类细胞培养应用中液体氧浓度的精准、快速控制提供了一种新方法，并可实现与天然血管网络或人工灌流网络的无缝集成。

本研究证明了采用基于 Teflon-AF 的管中管饱和器快速、精确调节液体中氧浓度的可行性，并将其适用范围从器官芯片系统拓展至人细胞培养应用。该系统可使液相达到较高且接近饱和的氧浓度，其性能受温度、体积流量和管长等多种参数影响。研究表明，在低氧浓度下，管中管饱和器对这些参数的变化具有较高敏感性；而随着体系接近饱和，这种敏感性逐渐减弱。为阐明其潜在的传质过程，研究将动力学实验与计算流体力学模拟相结合。模拟结果与实验数据吻合良好，所建立的模型能够在不同操作条件下可靠预测液相中的氧浓度。得益于其设计、性能、多功能性和便携性，该系统为微尺度和宏观尺度人细胞培养应用中液体氧浓度的精确、快速控制提供了一种新方法，并可与天然血管网络或人工灌流网络实现无缝集成。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.03.749064v1?rss=1

🏷️ 氧浓度控制 人类细胞培养 管中管氧饱和器 Teflon-AF膜 传质动力学 计算流体力学