针刺皮肤引起的疼痛一直是疾病诊断与治疗过程中的一大难题,而降低针头刺入力能够减少针对神经末梢的刺激,从而实现微痛甚至无痛。为了实现此目的,本文提出了一种利用直线振动减小刺入力的新方法,并结合针刺硅胶膜实验与刺入猪皮的数值模拟研究了该方法的减力效果。针刺实验结果表明,在直线振动的针刺方式下,不同规格针的刺入力与传统刺入方式相比显著降低,穿透力最大减小约80%。但这种减力效果与进针速率、振动幅度与频率、针表面特征等参数有关。一定范围内减小进针速率、增加振动幅度与频率能够提高此效果,如果针表面存在微结构,此效果更佳。分别对猪皮与皮下脂肪进行了单轴拉伸与压缩实验,发现可以把角质层与真皮层看作五参数粘弹性材料,皮下脂肪层为超弹性材料。随后本文利用确定起来的材料参数对微针刺入猪皮过程进行了有限元数值模拟,通过仿真得到的直线振动减力效果与针刺实验一致,同时发现针与猪皮之间的摩擦系数对刺入力也有一定的影响。这种仿真与实验的结合证实了本文提出的省力措施是一种可行有效的方法,该研究成果对于开发新型无痛注射技术具有重要的参考价值。