弹性培养膜力学性能的相移影栅云纹法测试

背景：细胞附着在生物硅胶膜上，在机械顶压作用下，细胞会随着培养膜伸张发生形变，从而可以观察其在不同外力作用下的生长规律，但是，培养膜各部分受力情况如何？ 目的：用光力学实验方法得出培养膜的离面位移，进而求出生物硅胶膜的应变分布。 设计、时间及地点：对比观察实验，于2008-03/08在上海应用技术学院机械与自动化工程学院光测力学实验室完成。 材料：将美国道康宁公司生产的医用硅橡胶Q7-4750模压成圆形薄膜，直径为100 mm，厚度为150~160μm，弹性模量2.14 MPa，泊松比为0.48。 方法：运用相移影栅云纹法。光源采用点光源；栅板采用5线/mm的玻璃栅板，夹持在平移相移机构上，相移机构每次手动5刻度，栅板移动0.1 mm，以产生相移图，CCD摄像机被用来进行采集云纹图，并直接输入电脑，利用专用图像处理软件进行位相计算和位相解包裹，最后根据相位与位移关系，将相位转换成位移，可得到三维形貌。 主要观察指标：离面位移信息。培养膜的变形量（包括位移和应变）。 结果：利用采集的云纹图，通过相移方法，对4种球冠加载后的培养膜三维形貌利用图像处理重建，得到了培养膜各点的离面高度，对应于1%，10%，20%，25%的应变量，最高点分别为2.28, 8.32, 12.12,13.52 mm，重建培养膜形貌矢径高与已知球缺矢径高误差3.5%，表明该实验方法精度较高；通过离面高度计算了沿径向由张力引起的应变，其结果呈抛物线型。 结论：通过将影栅云纹法应用于细胞培养膜的力学性能测试，得到了培养膜的各个部分的位移分布为等高线分布形式，即培养膜中心部位移最大，应变沿培养膜对称轴呈抛物线形。