双蛇形流道血液透析微流控芯片结构

　　该微流控结构主要面向床旁血液净化、便携式透析设备的核心功能单元开发场景，针对传统透析设备体积大、用血量大、并发症风险高的临床痛点设计，可在芯片级尺寸范围内完成血液中代谢废物、多余水分的滤过功能，模拟人体肾脏的代谢物清除作用。从结构布局来看，整体采用对称双蛇形弯折流道设计，单条流道经过多次U型弯折排布，在有限的芯片平面空间内最大化延长流体停留路径，提升两相接触与物质交换的有效面积，流道入口设置在结构底部居中位置，经分流结构将流体均匀导入两侧对称流道，最终从各自流道末端引出，整体流道的弯折曲率经过连续线性优化，避免流道内出现流动死区与局部涡流，降低血细胞在流道内滞留、破损的风险。

　　从功能特性层面，该结构依托微尺度流道的尺寸效应，可实现流体流速、压力分布的精确控制，相较于传统透析装置的大尺寸流道，微通道内的流体流动状态更稳定，物质交换效率更高，在同等透析效果下可大幅降低循环血液的预充量，减少透析过程中患者的血液引出总量，降低低血压、凝血等并发症的发生概率。结构整体的平面尺寸控制在厘米级范围内，厚度方向仅为毫米级，可直接集成到便携式透析设备的一次性耗材模块中，安装时仅需对接底部的流体进出接口，无需复杂的管路连接，适配床旁、急救、居家透析等多种场景的安装边界要求，无需占用大型设备的安装空间。

　　设计过程中通过流体仿真对不同弯折半径、流道宽度、分流角度下的两相体积分数分布进行迭代验证，重点优化了流道弯折处、分流交汇处的局部结构，确保全流道内的流体剪切力处于血细胞可承受的安全范围内，同时保证滤过膜表面的流速分布均匀，避免局部流速过高导致的膜材损伤，或是局部流速过低导致的物质交换效率下降。该结构可搭配不同孔径的滤过膜实现不同的滤过功能，除血液透析场景外，也可拓展应用于微量试剂混合、细胞分选、生化反应等微流控场景，流道的对称布局可同时实现两路流体的并行处理，也可根据实际需求调整为单路流道使用，结构本身的参数化设计逻辑可根据不同处理流量需求快速调整流道长度、弯折次数、截面尺寸，适配不同的应用场景参数要求。

　　在实际装配场景中，该流道结构可采用高分子材料注塑加工成型，与滤过膜通过热压或粘接工艺完成密封，整体结构无活动部件，可靠性高，适合一次性医疗耗材的批量生产要求，流道的进出口采用标准鲁尔接口尺寸，可直接与临床通用的输液管路、泵体设备对接，无需额外定制转接部件。