低温保护剂载入关节软骨过程的传质建模

作者：虞效益; 张绍志; 陈光明; 李威

来源：中国生物医学工程学报, 2018, 37(01): 64-71.

DOI：10.3969/j.issn.0258-8021.2018.01.009

• 低温保护剂
• 传质建模
• 关节软骨
• 通用似化学基因活度系数(UNIFAC)
• 低温保存

掌握加载过程中软骨组织内部低温保护剂浓度的时空分布特性,这对合理设计加载程序进而成功保存关节软骨至关重要,为此构建描述低温保护剂载入关节软骨过程的扩散传质模型。根据二元扩散热力学模型,将有效扩散系数与无限稀释扩散系数进行关联,活度系数采用UNIFAC模型估算,扩散系数的浓度依赖性采用Vignes公式表示,无限稀释扩散系数采用Siddiqi-Lucas公式计算。对于二甲亚砜(Me2SO)、甘油(GLY)、乙二醇(EG)和丙二醇(PG)这4种典型的低温保护剂(CPA),由模型计算得到的软骨组织内CPA的平均浓度与文献报道的实验值之间的平均相对偏差(MRE)和决定系数(R2)分别为1.90%36.29%和0.9590.998(Me2SO),13.56%19.19%和0.9900.995(GLY),8.89%22.09%和0.9690.988(EG),5.35%23.76%和0.9710.992(PG)。结果表明,该模型能较好地适用于这4种CPA,可用于直接预测加载过程中软骨组织内部CPA浓度的时空分布,从而指导加载程序的设计与优化。

• 出版日期2018
• 单位浙江大学