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微型化活细胞工作站--内置压电微泵(微机电流体器件)
发布时间:2023-01-30

   在微型化活细胞工作站中,增设了一种具有集成弹性止回阀的压电驱动微型泵(微机电流体器件),以精确控制的方式缓释输送微量液体。该微型泵的主要部件是由压电元件驱动的且带有两个集成弹性止回阀的流体腔室,用于调节输入和输出流动方向并限制回流。研究工作通过完全耦合的多物理场模拟(固体力学、静电和流体流动)分析了不同工作周期或不同电压下的驱动、流体动力响应和流固相互作用。微泵泵体由PMMA薄板微加工而成,而中间的弹性膜和隔膜是通过旋转涂层PDMS得到。实验结果表明,微型泵能够提供足够的低速生物医学应用的流出量为3.4 - 41.8 μ l/min。微型泵的性能得到了显著提高,且通过对现成的压电黄铜圆盘进行了方便的几何修饰使得性能成本比更高。此外,结合该微泵与三维细胞培养微流控芯片实现了三维水凝胶包封细胞的动态培养。这为改变传统3D细胞培养中营养和因子的静态供应模式提供了潜力技术。设计方法及应用方式参见:Piezoelectric Micropump with Integrated Elastomeric Check Valves: Design, Performance Characterization and Primary Application for 3D Cell Culture, Biomedical Microdevice, 2023, 25(1).