腎臟低溫灌注過程中三維溫度場的數(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程對器官功能的損傷。器官快速降溫可以通過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、低溫灌注過程中將抑制冰晶的形成，少低溫對細(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程中的降溫機(jī)制以及降溫過程中腎臟內(nèi)溫度場隨時(shí)間的變化，將動物實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法相結(jié)合來對這一過程做了研究分析。在動物實(shí)驗(yàn)方面，用274K的生理鹽水對新鮮離體的豬腎進(jìn)行了低溫灌注，灌注過程中采用紅外熱像儀對腎臟表面溫度場隨時(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程的數(shù)值模擬，并將數(shù)值仿真得到的實(shí)時(shí)溫度場與紅外熱像儀拍攝得到的腎臟表面溫度場隨時(shí)間的變化做了對比，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，低溫顯微鏡等對含有不同濃度甘油的磷酸鹽緩沖液以及對被這些溶液處理