腎臟組織低溫保存中熱質(zhì)傳遞特性研究.pdf

1、在生物低溫保存方法中，移植器官采用冰溫技術延時保存是一個新的研究領域，目前國內(nèi)外生物醫(yī)學界也已認識到該方法的可行性和學術價值。腎臟冷保存的第一個環(huán)節(jié)是用低溫的器官保護液進行冷灌注，灌注過程中的降溫速率（溫度和流速）對器官的延時保存以及移植后的功能恢復將起到至關重要的作用。本文主要對冷灌注過程中腎臟器官三維溫度場的數(shù)值模擬及相應的實驗方法進行了深入研究。
　　本研究對腎臟器官冷灌注過程進行實時三維溫度場重構，目的在于獲取腎臟組織的動

2、態(tài)溫度分布情況，深層次分析灌注過程的熱質(zhì)傳遞機制。本文選擇豬腎為實驗研究對象，建構其腎臟血管樹的物理模型并將其轉(zhuǎn)化為計算機可識別的數(shù)學模型，在此基礎上利用CFX流固耦合方法，對腎臟冷灌注過程中的三維溫度場進行了瞬態(tài)模擬，并討論了模擬結果與實驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差的原因。腎臟熱物性參數(shù)獲取和微觀結構觀察的實驗研究，對研究冰溫延時保存器官的機理非常重要。采用差示掃描量熱儀的MDSC模式測取了腎臟組織的冰點溫度；利用生物冷熱臺和研究級偏光透射顯微鏡，

3、對腎臟組織不同保存溫度及不同降溫速率等狀態(tài)條件，做了細胞形態(tài)的觀察與分析。本研究創(chuàng)新之處在于：用多孔介質(zhì)模型構建毛細血管，由此實現(xiàn)動脈與靜脈之間的連接。為深入分析腎臟器官三維溫度分布真實的傳熱狀態(tài)，數(shù)值模擬過程體現(xiàn)：向動脈入口施以一定溫度、流速的冷卻液，通過多孔介質(zhì)的滲流，最后匯集至腎靜脈流出，整體器官的熱質(zhì)傳遞不間斷進行，呈現(xiàn)典型的非穩(wěn)態(tài)傳熱和流動過程。毫米數(shù)量級動靜脈血管內(nèi)低溫保護液的流動采用管內(nèi)一維非線性流體力學模型；微米數(shù)量級細