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生物微针的力学行为

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微针经皮给药技术及可以大幅提高药物传输率，又能实现无痛及实时精确给药，因此备受关注。本文首次对巨斑刺蛾幼虫的天然微针性能进行了研究。结果表明此种天然微针具有中空的内部结构，其刺透猪皮的最小刺入力只有约175μN，比目前已报道人造微针刺最小刺入力（~10mN）小一个数量级还多。进一步的研究表明此种天然微针具有良好的力学性能，其抗弯强度约为336MPa，断裂力远大于相应的刺入力，并且几何尺寸上表现出一种天然优化的结果，是一种类似等强度梁的最优设计。纳米压痕测试表明此微针材料的硬度在~0.21到1.26GPa 之间，弹性模量在~2.15到8.46GPa 之间，针尖部位的硬度高达约1.26GPa。这些优良的结构和材料特性使之具有良好的抗断裂及失稳特性，同时具有极小的刺入力。这些发现将有利于改进人造微针的设计和制造。

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来源
《2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议》|2010年|1-9|共9页
会议地点台湾
作者
马国军; 吴承伟; 张晨朝; 史立涛;
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作者单位

中国力学学会;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类生物力学;投药法、用药法;
关键词
生物微针; 经皮给药; 力学行为; 最优设计; 失稳特性;

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