低温在医学上的应用

介绍了低温在医学上的应用，它包括冷冻外科、低温保存、低度体温、低温干燥4个方面，冷冻医疗主要用液氮作低温制剂，它价廉、简便、易行。已广泛应用于临床各科治疗良性及恶性肿瘤，疗效确切，另在低温保存血液、精液、组织、器官方面成绩可，有待于进一步研究发展。     

Assessment of alternated cooling and heating treatment by US combined CEUS in the VX2 rabbit liver tumor model

Inoperable liver tumors are often treated by thermal ablation that destroys the tumor in situ and spares the adjacent hepatic tissue.Thermal–physical treatment has many advantages,but treatment by freezing or heating alone has some limitations.By taking the advantages and disadvantages of cryosurgery and thermotherapy into consideration,a new thermal technique that combines cryosurgery and radio frequency ablation has been proposed,thereby overcoming the disadvantages of each treatment strategy and improving therapeutic outcomes.This new approach remains to be systematically studied in the liver;therefore,this study was performed to estimate survival after alternated cooling and heating ablation therapy in a VX2 rabbit liver tumor model.Sixteen days after VX2 carcinoma implantation into the rabbit liver,tumors were treated with alternated cooling and heating ablation therapy.Rabbits were monitored for 6 months after treatment and assessed with ultrasound(US)and computed tomography at 1,7,14,and 30 days posttreatment.Untreated tumor-bearing animals served as the control group.Our results show that alternate freezing and heating ablation therapy resulted in a good recovery of VX2 rabbits.Compared with the control group,treated rabbits lived significantly longer(P\0.05),with 70%of treated animals surviving to 196 days posttreatment without metastasis or recurrence,while none of the controls did so.There was no local recurrence in the treatment group.All rabbits in the control group developed metastasis,while metastasis was only observed in 30% of treated rabbits.These results suggest that alternate cooling and heating ablation therapy can prolong the survival time of rabbits with VX2 liver tumors and is an effective method for tumor therapy.Furthermore,we also showed in this model that contrast enhanced US is a valid follow-up approach to assess treatment effectiveness.     

在生物样品冷冻中具有移动边界的传热研究

当冷却介质的降温速率为常数时,本文用摄动法求解了相交界面随时间的移动及生物组织内的温度场;讨论了各种因素对此的影响。其结果显示,这些解在第三类边界条件和在第一类边界条件下具有较大的差异。     

纳米冷冻治疗学——纳米医学的新前沿

近年来,借助低温方法对恶性肿瘤实施靶向治疗已成为肿瘤临床和生物医学工程研究领域中的重要主题。为了突破制约传统冷冻手术治疗效率的技术瓶颈,本实验室首次提出将纳米技术与低温工程学相结合,以发展先进肿瘤微创治疗方法的技术理念,并在相应的机理分析、试验研究和医疗仪器的研制等方面取得进展。种种态势表明,纳米冷冻治疗学正成为纳米医学领域内极具探索价值的新前沿。由于这一方法在调控冰球生长方向和强度、确保肿瘤适形治疗以及提高医学成像分辨率等方面均优于传统手段,因而在预期的临床应用上可望取得较佳结果。该方法的提出,为发展高效物理靶向治疗开辟了一条新的途径。本文在简要剖析低温医学技术发展态势的基础上,评述了纳米冷冻治疗这一未来纳米医学领域可能具有重要意义的概念,阐述了其基本特点、功能和应用方式等问题,并以本实验室前期取得的系列进展为例,剖析了在现阶段发展纳米冷冻治疗技术的途径;同时也对纳米冷冻治疗学的前景进行了展望,归纳出了一些有待解决的基础科学和应用技术问题。     

低温抗冻剂溶液玻璃化转变的临界冷却速率

生物材料的玻璃化低温保存技术已受到广泛注意。本文修正了Foutron的半经验结晶动力学模型,并用由此得到的解析表达式,构造各种浓度溶液在等温转变时的温度-时间-转变(TTT)曲线和变温转变时的连续-冷却-转变(CCT)曲线,预测实现玻璃化转变所需的最小冷却速率,以反映溶液玻璃化形成倾向的大小。结果表明,丙二醇的玻璃化形成倾向大于乙二醇和甘油。若在丙二醇溶液中加入丁二醇,可进一步提高其玻璃化形成能力。     

Ice-free cryopreservation of mouse embryos at -196 degrees C by vitrification

The failure of complex mammalian organs, such as the kidney, to function following freezing to low temperatures is thought to be due largely to mechanical disruption of the intercellular architecture by the formation of extracellular ice. Classical approaches to the avoidance of ice formation through the imposition of ultra-rapid cooling and warming rates or by gradual depression of the equilibrium freezing point during cooling to -80 degrees C have not been adequate. An alternative approach relies on the ability of highly concentrated aqueous solutions of cryoprotective agents to supercool to very low temperatures. At sufficiently low temperatures, these solutions become so viscous that they solidify without the formation of ice, a process termed vitrification. When embryo suspensions are cryopreserved using conventional procedures, this supercooling behaviour allows intracellular vitrification, even in the presence of extracellular ice. We have therefore used mouse embryos to examine the feasibility of obtaining high survival following vitrification of both the intra- and extracellular solutions and report here that in properly controlled conditions embryos seem to survive in high proportions after cryopreservation in the absence of ice.     

井筒冻结法施工的常见问题及防治措施

在不稳定表土层中施工井筒时,冻结法具有大量的优点,主要包括：适应性强;支护结构灵活、易控制;膈水性好;对环境影响小等。Ⅲ因此,冻结法在井筒的特殊施工中被大量应用。我国煤矿于1955年在开滦林西风井首次使用冻结法凿井,此后,冻结法凿井技术逐渐推广。现在,我国已是世界上用冻结法凿井穿过表土层最厚的国家之一。但是井筒在冻结法施工中,仍然存在很多的问题,这些问题必须引起我们的高度重视。本文主要介绍了冻结法施工的原理及其存在的主要问题,并提出了相关的防治措施。     

生物组织冻结相变过程的数值模拟

建立了生物组织(含正常生物组织和肿瘤)冻结过程的传热模型.生物组织作为一种多孔介质,其相变发生在一个温度范围内,且存在一个固相与液相共存的糊状过渡区.采用显热容法模拟了生物组织冻结过程中的传热和冰晶增长过程.模拟结果显示,在冻结过程中,冷刀的初始温度越低,冷刀的降温速率越快,生物组织内温度下降和冰晶增长的速率越快.结果还表明组织中液相流动会增加生物组织内传热和冰晶生长的速度.计算结果为冷刀设计和冷冻外科手术提供了理论依据.     

提升冷冻手术中冰球监测对比度的超声弹性成像方法

生物组织发生冻结前后,其弹性会呈数量级改变.通过剖析超声弹性成像与低温手术的特点,提出将超声弹性成像用于冷冻手术中冰球形成与消融过程的监测,以显著提升常规超声监测方法的成像质量.为初步认识这一方法,借助Comsol和Matlab软件仿真出冷冻手术相应数据,在此基础上应用超声弹性成像算法对之加以计算评估,从理论上论证了超声弹性成像法在实现高对比度冰球监测方面的可行性和重要价值,为今后试验研究及硬件系统的发展打下了基础.新方法作为一种具有高清晰度、低成本的冰球影像监测技术,可望在低温外科手术中发挥重要作用.     

显像管玻壳成形过程中温度场的数值模拟

研究了显像管玻壳成形过程中温度场集成冷却模拟方法,开发了工艺参数和模具冷却结构优化系统.该系统利用有限差分法,在厚度方向上对玻壳采用局部的一维瞬态分析,运用三维边界元方法模拟模具的三维热传导,玻壳和模具通过耦合分析来匹配型腔表面的温度和热流量.研究表明,所提出的集成和耦合数值模型模拟结果与实验结果吻合良好.     

注塑冷却过程中的应力分析

将热流变简单假设进行推广,建立了热流变简单材料非恒温条件下的基本方程．采用Ｐｒｏｎｇ 级数近似表示简单拉伸松弛模量,得到了剪切松弛模量的分析表达式．根据注塑冷却过程的特点,引入合理的简化假设,建立了冷却过程中的应力分析模型,采用有限差分法求解了应力模型．上述方法已经应用于自行开发的注塑模ＣＡＥ商品化软件中,分析结果对于工程问题具有实用价值．     

一种趋化因子的筛选

趋化因子是—种细胞因子 ,它是由组织细胞和炎性细胞衍生的、具有白细胞趋化活性的肽分子。论文确定了筛选趋化因子的实验方法趋化小室实验及其最佳实验条件 :以含 0 .1% BSA(牛血清蛋白 )的 RPMI16 4 0培养基为阴性溶剂 ,以趋化因子 Fmlp为阳性对照 ,白细胞浓度为 1.6×10 3/ μL 等。在上述条件下 ,对从 10种蛇毒中分离的 32 7个样品进行筛选 ,得到有趋化活性的样品 5个 ,经体外细胞毒性实验验证 ,其中 4个对细胞无毒性。趋化因子在抗肿瘤和AIDS病的防治等方面具有药用价值。     

土壤冻结时间的数值模拟及实验

建立了土壤冻结过程数学模型及传热特性微分方程(温度模型),对土壤冻结时间进行数值模拟,采用有限差分法进行数值求解.用TDMA法上机计算并同实测值进行对比,论证了数学模型的正确性.认为用计算机数值分析方法进行冻结过程模拟,对实际工程的冻结工艺、冻结设施的优化设计具有实际意义.     

近红外光谱技术在中药鉴别及分析中的应用

中药鉴定在中药质量控制中具有重要的作用．近年来多种现代仪器分析方法被用于中药鉴定和质量控制．作为一种简单、快速．无损的检测手段，近红外光谱(NIRS)技术己成为中药材定性判别和定量分析的新兴方法．本文叙述了近红外光谱技术的原理和特点，介绍了近红外光谱定量分析和定性分析的原理，介绍了近红外光谱定性分析技术和定量分析技术常用到的几种分析方法．综述了近年来近红外光谱技术在中药鉴别和分析中的应用．     

彗星实验在抗肿瘤药物研究中的应用

回顾了近年来彗星实验在抗肿瘤药物研究中的应用，将各种以肿瘤细胞为基本实验材料的不同实验，从材料、致损伤荆以及具体操作方法等方面进行总结和比较，为今后在同类的肿瘤细胞实验中应用彗星实验技术时提供参考。     

横流式冷却塔的热力分析

横流式冷却塔的设计和计算一般是基于Merkel在1925年提出的焓差法,它不但取路易思数等于1,而且忽略了水份蒸发引起水量减少以及进口相对湿度的影响.本文以空气的含湿量差为驱动力,考虑以上因素的影响,推导出它的微分方程组,编制程序进行计算,求得了横流塔的精确解.同时按焓差法编制程序求得横流塔的近似解,并和精确解进行了比较.计算表明焓差法的近似解求得的冷却塔填料容积偏低,偏差一般为10～20%,个别达30%,这在设计横流塔时应认真注意.本文还分析了一系列因素对横流式冷却塔热力性能的影响.其中有:进塔空气的干湿球温度,水温差,冷却幅高,大气压力以及容积散质系数对冷却数和填料体积的影响.还分析了不同地区气侯参数的影响.所得结论对横流塔的设计计算有参考价值.     

大跨曲面屋盖风洞试验通用数据处理软件的开发

基于Windows平台，开发了大跨曲面屋盖风洞试验数据处理的可视化通用分析软件。介绍了针对脉动风压测试过程中的信号畸变处理方法、风压试验数据的表示形式、积分计算整体和局部气动力系数、软件的界面设计、基本的使用功能以及针对具体结构类型所采用的一些提高试验效率简化试验过程的措施，还采用神经网络方法对已测的风压系数数据进行精细化处理以准确地求取整个屋盖结构风荷载的完整特性。所开发的软件已经受多个大跨屋盖建筑物风洞试验的检验，在该类结构物风洞试验中发挥着非常重要的作用。     

建立啮合方程的B矩阵法

本文对改进运动学法作了进一步研究,使其推导过程更简明、严密,并证明了B矩阵的3条重要性质,为生产中常见的各种空间啮合问题建立了具有统一形式的啮合方程。本文命名此方法为B矩阵法。     

移植瘤株冷冻保护的实验研究

本文介绍了人肝癌细胞析细胞及其移植瘤组织经冻存，复苏后检测琥珀酸脱氢酶（ＳＤＥ）活性，成瘤率和电镜检查，选择１０％ＤＭＳＯ或１０％甘油作为冷冻保护剂来冻存细胞，它们先在冰箱里缓慢降温冷却（－０．８℃／ｍｉｎ），后在液氮罐口的液氮气中冷冻（－１０℃／ｍｉｎ）１天，最后置入液氮内，冷并保护后的冻存或组织复苏后显示高的ＳＤＥ活性，１０％ＤＭＳＯ冻存的细胞ＳＤＥ活性比１０％甘油者高，两者相比有显著差别（Ｐ     

工业喷嘴雾化冷却特性测试方法

基于非稳态导热原理,设计并开发了一套喷嘴喷雾冷却特性测试实验装置。将Q215钢种试样加热并恒定表面温度,然后通过对表面进行喷雾强制冷却,连续采集并保存冷却过程中试件不同测点的温度变化。通过Matlab与VC6.0接口编程,离线拟合密度、比热容及导热系数等热物性参数与温度拟合方程以及不同测点温度与时间的拟合方程。结合测试的拟合方程,对非稳态导热方程进行离散处理间接测量表面的传热系数,进而评价喷嘴冷却特性。通过系列现场测试实验,测试喷雾冷却过程中表面温度,水流密度及喷水压力等条件下表面的传热系数,实验结果真实反映了喷雾冷却条件下喷嘴的冷却特性,并表明该方法可行,能实现喷嘴冷却特性测试及喷嘴性能评价。