两性pH敏感凝胶溶胀理论的有限元方法

摘要：

两性pH敏感凝胶同时拥有可电离的酸性基团和碱性基团,与普通凝胶相比,它具有更好的溶胀特性和生物相容性,从而被广泛应用在生物医学、药物输送系统、微流体控制等领域.因其独特的pH敏感特性和非线性溶胀行为,目前还缺乏用于描述两性pH敏感凝胶的有限元方法.据此本文采用修正过的两性pH敏感凝胶平衡溶胀理论,发展了能够描述凝胶溶胀力学行为的有限元计算方法,计算两性pH敏感凝胶在均匀溶胀和非均匀溶胀下的力学行为.结论显示,该有限元方法可以很好地与凝胶溶胀理论的(半)解析解拟合,既可以为生物体中某些关键指标提供重要参数和力学上的理论参考,也可为以聚合物凝胶为材料的微流体控制阀的设计提供重要参考.

关键词：两性pH敏感凝胶、溶胀理论、凝胶自由能、有限元

资助基金：国家自然科学基金11272237,11502131,福建省自然科学基金2016J05019;

在线出版日期：2017-03-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：30-38