經過模擬分析後當 0 12 2 um
P = pN 時，細胞膜表面張力達到 0.03 m
mN (如圖 5-2 )，此時的體積 和面積
(如圖 5-3 )。後續的細胞伸展模擬過程皆要 保持在細胞體積（ ）。
3 0 532.437 m
V =
μ
2 0 317.744 m
A =
μ
V0
圖 5-1 細胞模型(直徑 10
μ
m,厚度 3.5nm)圖 5-2 內壓力P0 =12pN um2 時之表面張力
圖 5-3 利用 Amira 軟體計算體積V0和面積A0
(b) 細胞伸展模擬流程：
ANSYS 的一般靜力分析（Static Analysis）標準流程 為（1）建立模型，（2）設定分析類別及方法，（3）輸入邊 界條件，（4）求解並觀看結果，詳細步驟紀錄如下：
(1)建立模型：選擇 shell 63 彈性薄殼元素，建立直徑 10
μ
m 的圓球薄殼，設定細胞膜厚度為 3.5nm， E= 1 MPa。再 以 plane 42 元素來模擬簡化成 2-D 平面的平板(如圖 5-4)。(2)設定分析類別及方法：此為簡單的靜力分析問題，故僅 需將分析類別選擇為 Static。
(3)輸入邊界條件：細胞和載體一開始是點接觸的清況下作 模擬分析的第一步。固定底部平板和兩者之間的接觸點(如
圖 5-5)，並且在圓球和平板之間建立「接觸元素對」(參考
圖 5-4 細胞和平板模型示意圖
圖 5-5 模型拘束邊界示意圖
圖 5-6 「接觸元素對」示意圖(圖中的線代表接觸面的法線方向)
m m m m
μ
, Y=9.87μ
(b) Da=6.6μ
, Y=9.36μ
(a) Da=3.1m m m m
μ
, Y=8.55μ
(d) Da=9.51μ
, Y=8.13μ
(c) Da=8.8m m m m
μ
, Y=7.67μ
(f) Da=12.2μ
, Y=7.04μ
(e) Da=10.52圖 5-7 (a)~(f) 細胞膜各階段變形程度
(Da：底部接觸圓直徑，Y 為頂點高度)
(a) TMAX =0.0482mN m (b) TMAX =0.0528mN m
5-2 細胞在平板上的偽足突出行為模擬
可列出詳細變形位移資料。
隨施加負載的變化，細胞膜亦產生不同程度變形，如圖 5-13，將 其資料整理可得表 5-2 及圖 5-14，觀察圖 5-14 可得知偽足突出長度 會 隨 施 加 負 載 變 大 而 增 長 ， 且 其 關 係 近 似 正 比 的 線 性 關 係 。
圖 5-8 細胞模型圖(偽足突出部位之網格加密)
圖 5-9 (a)十二根微絲之肌動蛋白微絲束幾何結構排列圖
圖 5-10 偽足和細胞膜接觸圓直徑
圖 5-11 邊界條件設定：固定細胞膜和平板接觸部份，並在直徑 49nm
圓上施加負載
圖 5-12 細胞偽足突出變形圖
圖 5-13 細胞膜不同程度的突出示意圖
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第六章 結論 6-1 結果比較
(1) 在第四章中，本論文的細胞模型高度從 6
μ
m降到 2.5μ
m，且底 部接觸長度~8.8μ
m，與相關文獻[1][2]的細胞模型相近。相關文獻[1][2]之 細胞在如此形狀之下的細胞膜張力~1mN m，但量測所得之紅血球楊 氏係數為 0.73~30MPa，此屬相當大的範圍。本論文利用數值模擬的 方式，在 0.73~30MPa之內反複調整E值，經過數次模擬後，E=12.88 MPa 時，細胞膜張力~1mN m(參考圖 4-13)。將紅血球楊氏係數以更精準 的結果呈現。(2) 在第五章中，本論文模擬之單根偽足突出長度和力量間的關係，
和相關文獻[29]作比較。由圖 6-1 中可看出在相同力量負載之下，偽足 突出長度會比相關文獻[29]短。此結果印證了，細胞膜張力的存在會使 得偽足更難突出，要達到相同長度，則需要更多根肌動蛋白纖維束提 供力量，同時防止肌動蛋白纖維束發生挫曲現象。
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