尹宗智，陈素华，艾继辉，吴健康

脐静脉血流动力学模拟及装置设计

尹宗智1，陈素华2，艾继辉2，吴健康3

目的脐静脉内的血流动力学环境对胎儿的生长发育起至关重要的作用，体外研究脐静脉的生物功能需要可以同时模拟脐静脉内流体切应力和静脉压力的实验装置。方法利用双层平行平板模型进行结构优化，模拟脐静脉流体切应力；利用密闭储液罐模拟静脉压力。结果通过力学模拟效果计算发现，该装置可以有效模拟脐静脉内的流体切应力及静脉压力。结论该实验装置达到了初步模拟脐静脉内血流动力性环境的目的，可用于体外研究脐静脉内皮细胞的生物力学特性变化。

脐静脉；血流动力学；流体切应力；静脉压力

1 实验装置结构设计

1.1 流体切应力模拟切应力模拟部分通过经典的双层平行平板装置实现。细胞生长在图1中的细胞生长区域，当细胞培养液从底板进液口通过液体通道从底板出液口流出时，培养液的流动对底板细胞生长区域的细胞产生流体切应力。所需的流体切应力可以通过进入液体通道的培养液流量来控制。见图1。

图1 双层平行平板装置

双层平行平板装置由盖板、底板和两者之间的密封圈组成。盖板由盖板平板和盖板平台两层平板构成，盖板平台位于盖板平板的底部中央区域，长度、宽度均小于盖板平板，在盖板平板两长边的近边缘处各均匀分布有定位螺丝孔。见图2。密封圈由一与盖板平板长度宽度均相同、厚度略大于盖板平台的硅胶垫构成，密封圈中央设有一空心区域，其与盖板重叠后盖板平台恰好可以从中央空心区域突出。……