很多装置都用来研究细胞对荷载的力学响应,如改进的锥板粘度计、生物反应器、流动腔室等,而在这些装置中,平行平板流动腔是使用最广泛的一种体外培养细胞的装置。其原理就是将细胞粘附在流室底板上,流室内悬浮液的流动在壁面附近产生的切应力作用于细胞,研究不同切应力下细胞的变形特点。大多数研究主要针对定常情形,只有很少的几例关于体外脉动流的报道。目前的实验方法只能在Flow Chamber中产生出非生理的压力和流量波形。动脉压力和流量是动脉血管重建的重要因素。因此在体外模拟出近生理的脉动流,从中提取出脉动流的有关信息,为体外细胞培养提供依据。 本实验室利用现有的设备,研制出了一套能为血管内皮细胞提供脉动流的Flow Chamber系统。该系统采用三元件三单元的集中参数模型,利用直线电机作为系统的驱动源,通过数值模拟的结果来指导实验。该装置内部能产生近生理的压力和流量波形,并且Flow Chamber内的流体是充分发展的层流。从实验结果可以看出数值模拟的结果与实际观测到的结果一致,这也说明了将集中参数模型用于Flow Chamber是合理的。 测定一个周期内关键点的进口端和出口端压力,运用计算流体力学软件Fluent,模拟Flow Chamber内部的速度、压力、切应力等力学参数。从结果可以看出在离进口端和出口端比较远的中间区域,Flow Chamber壁面切应力是均匀的。将Fluent计算的结果与理论公式的求解结果进行比较,发现二者在中间