降温速率和低温保护剂浓度对主动脉血管在冻结相变温区热应力的影响

• 作者: 刘宝林 吕娅 周国燕 王丽萍 胥义 钟彦骞
• 来源期刊: 中国生物医学工程学报
• 学科: 医学
• 关键词: 兔主动脉 冻结相变 热应力 微裂纹
• 年，卷（期）: 2011,（1）
• 页码范围: 67-74
• 分类号: R318
• 字数: 4570字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2011.01.012

摘要

根据实测物性参数,利用ANSYS计算软件,研究了降温速率以及低温保护剂浓度对冻结相变温区兔主动脉血管热应力分布的影响,并进一步考察了血管有微裂纹存在时的应力集中现象.研究结果表明,血管壁外表面所受的应力值最大,内表面次之,中心处的应力值略小于内表面的应力绝对值,这说明血管外表面是最先出现裂纹的.降温速率越大,血管内部最大温差也越大,引起血管内部热应力增大.在没有添加二甲基亚砜(DMSO)的情况下,最大热应力值出现在热膨胀系数突变点(-32～-35℃温区),热膨胀系数和弹性模量是影响热应力分布的最主要因素;而一旦添加较高浓度DMSO后(如10%v/v),血管冻结过程产生的热应力显著减小,血管冻结过程产生的最大应力值出现在最大温差所对应的温度(如-4℃)附近,这种情况下,温差是影响热应力分布的最主要因素.血管存在微裂纹时,应力集中始终出现在裂尖点,且裂纹越小,其应力值越大,这是受血管材料断裂韧性因子KIC制约的,这个结果也表明,血管中存在微小裂纹,对于血管低温保存时的裂纹成核与扩展是非常危险的,尤其降温速率越大时,这种潜在的危险也就越大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周国燕	上海理工大学生物系统热科学研究所	100	755	14.0	22.0
2	刘宝林	上海理工大学生物系统热科学研究所	337	1862	19.0	27.0
3	胥义	上海理工大学生物系统热科学研究所	71	367	9.0	16.0
4	王丽萍	上海理工大学生物系统热科学研究所	10	41	5.0	5.0
5	钟彦骞	上海理工大学生物系统热科学研究所	7	30	3.0	5.0
6	吕娅	上海理工大学生物系统热科学研究所	5	11	2.0	2.0