器官或组织移植是目前临床治疗器官衰竭的主要手段,由于自体移植会对供体自身造成创伤,研究者们开创了一个新的治疗方向—人工合成组织替代物,近年来通过组织工程制备符合人体生理要求的组织替代物引起了学者们的广泛关注。组织工程早期采用静态培养的方式,但这种培养方式导致细胞只能在支架边缘存活,采用灌注培养能够促使更多的种子细胞进入支架内部,从而实现细胞在体外培养中均匀增殖。目前,已有学者对组织工程体外灌注培养进行研究,并取得了一系列成果,但对细胞在支架中运动的研究较少。本文通过有限元手段研究细胞在灌注式生物反应器内部的运动情况。工作分为三个方面:（1）二维灌注模型的建立及计算。使用有限元软件COMSOL Multiphysics构建细胞与微流道模型,对细胞悬浮液注入微流道的过程进行仿真,讨论灌注速度改变对流场及细胞在微流道中的运动情况、应力、应变方面的影响。结果表明:微流道中的流场分布均匀;在速度成比例的条件下,细胞位移也遵循相应的比例变化;灌注速度增加会使细胞在运动过程中出现应力集中现象;细胞在运动过程中受力均在安全值范围内,不会出现破坏。（2）三维细胞与多孔支架复合物模型的建立。构建细胞与多孔支架的有限元模型,建立孔隙率相同、孔型不同（方形孔和球形孔）的多孔支架,对多孔支架中的流场进行分析。结果表明,两种多孔支架中的流场分布均匀,方形多孔支架连通域的流速比球形多孔支架中连通域的流速大。（3）细胞在多孔支架中运动的计算。对细胞在孔隙率相同、孔型（方形多孔支架和球形多孔支架）不同的支架中的运动情况展开计算,研究细胞在运动过程中的位移、应力、应变的随灌注时间的变化,并对后续灌注仿真计算提出改进方法。结果表明:细胞在球形多孔支架中的位移比方形多孔支架中的位移大,在方形多孔支架中所受的剪切应力比在球形多孔支架中大。计算结果均在生理范围内,细胞不会发生破裂,但可以预测细胞在方形多孔支架中更容易达到破坏。在相同灌注条件下,球形多孔支架比方形多孔支架更适合用于体外灌注培养。在体外组织工程产品的细胞种植过程中,利用灌注技术促使悬浮细胞不受损伤地进入多孔支架内部。孔型的改变对细胞进入的深度有一定影响,在相同灌注条件下,球形多孔支架比方形多孔支架更适用于动态培养。