腎臟低溫灌注過(guò)程中三維溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬研究.pdf

1、臨床醫(yī)學(xué)治療器官衰竭最有效的方法是器官移植，移植器官離體后第一步是對(duì)離體器官進(jìn)行低溫灌注，使器官降溫至低溫保存溫度進(jìn)行移植器官延時(shí)保存。理想的低溫灌注過(guò)程是能使移植器官在短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定降溫，減少熱缺血和灌注過(guò)程對(duì)器官功能的損傷。器官快速降溫可以通過(guò)降低灌注液溫度和提高灌注速率實(shí)現(xiàn)，但兩者均容易導(dǎo)致器官內(nèi)細(xì)胞和組織在低溫條件下結(jié)冰，造成細(xì)胞和組織的機(jī)械損傷和溶質(zhì)性損傷，從而對(duì)移植器官造成嚴(yán)重破壞。甘油作為一種最常用的小分子低溫冷凍保護(hù)劑，在

2、低溫灌注過(guò)程中將抑制冰晶的形成，少低溫對(duì)細(xì)胞和組織的損傷，提高器官移植術(shù)的質(zhì)量，磷酸鹽緩沖液含有多種滲透性離子，滲透細(xì)胞膜避免細(xì)胞內(nèi)外由于濃度差造成的損傷。
　　 本文為探討腎器官在低溫灌注過(guò)程中的降溫機(jī)制以及降溫過(guò)程中腎臟內(nèi)溫度場(chǎng)隨時(shí)間的變化，將動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法相結(jié)合來(lái)對(duì)這一過(guò)程做了研究分析。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面，用274K的生理鹽水對(duì)新鮮離體的豬腎進(jìn)行了低溫灌注，灌注過(guò)程中采用紅外熱像儀對(duì)腎臟表面溫度場(chǎng)隨時(shí)間的變化進(jìn)行了全

3、程記錄。在數(shù)值模擬方面以腎臟內(nèi)的動(dòng)靜脈血管為骨架，賦予外圍形狀，建立了腎臟的三維立體模型，將動(dòng)靜脈視作流體域，腎組織視作流體飽和多孔介質(zhì)完成了腎臟低溫灌注過(guò)程的數(shù)值模擬，并將數(shù)值仿真得到的實(shí)時(shí)溫度場(chǎng)與紅外熱像儀拍攝得到的腎臟表面溫度場(chǎng)隨時(shí)間的變化做了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)結(jié)果相吻合，明此次數(shù)值模擬所采用的建模方法和數(shù)值計(jì)算方法均比較合理。其次，本文還借助于差示掃描量熱儀，熱常數(shù)分析儀，低溫顯微鏡等對(duì)含有不同濃度甘油的磷酸鹽緩沖液以及對(duì)被這些溶液處理