基于薄膜壳体理论的仿淋巴瓣膜结构设计

淋巴系统中的瓣膜结构是控制淋巴液单向流动的关键结构,进而影响肿瘤细胞的淋巴转移过程。基于薄膜壳体理论设计了仿淋巴瓣膜结构,通过COMSOL有限元仿真分析了瓣膜厚度、弹性对其变形的影响。配制了聚二甲基硅氧烷(PDMS)与Ecoflex00—30的混合材料,通过调整二者的体积比,使其杨氏模量与生物组织实际值更接近。采用软刻蚀技术制作了仿淋巴管微通道,测试了其单向截流性能。结果表明:在80 Pa压力下,仿淋巴瓣膜结构无明显漏液现象,单向截流性能良好。

一种根据膨胀位移计算橡胶圆筒弹性体膨胀内压应力的算法

根据薄膜壳体的无矩特性,提出了分析不同注水时刻,膨润土膨胀施加给橡胶膜的膨胀力的算法。该方法从橡胶膜的膨胀位移分析橡胶膜膨胀内压应力入手,根据橡胶膜微元体三维弹性状态下的柱坐标形式的物理方程和几何方程,以及橡胶膜圆筒横截面处截面的内力平衡方程,推导了橡胶膜膨胀内压应力在不同时刻和不同位置处的计算公式。应用编制的HSSA-EXCEL程序,计算分析了在不同注水时刻,膨润土的膨胀所施加给橡胶膜的膨胀内压应力。计算结果表明:与注水端的位置较近处橡胶膜的膨胀内压应力较大;与注水端的位置较远处橡胶膜的膨胀内压应力较小。膨胀内压应力随着时间不断增长。