等离子体促进伤口愈合医学仿真研究

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1、分类号学号M201271323学校代码10487密级硕士学位论文等离子体促进伤口愈合医学仿真研究学位申请人：王建高学科专业：电气工程指导教师：刘大伟副教授答辩日期：2015年5月21日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMathematicalModelofGasPlasmaAppliedtoWoundHealingCandidate:WangJian-GaoMajor:Electr

2、icalEngineeringSupervisor:Assoc.Prof.LiuDa-WeiHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承

3、担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要近些年，随着各种新型等离子体装

4、置的出现以及低温等离子体伤口治疗实验研究的深入，等离子体创伤治疗以其皮肤刺激小、病人痛苦轻、使用方便等优点在临床上取得迅速发展。基于等离子体在生物医学领域的广泛应用前景，本文从生物化学角度，通过建立等离子体促进伤口愈合医学仿真模型，模拟多种等离子体处理方式下伤口愈合动态过程，并对低温等离子体促进伤口愈合的机理进行了初步研究。本文首先选取皮肤伤口愈合过程中涉及的七种具有代表性的关键粒子或组织（氧气、化学引诱物、毛细管、血管、细胞外基质、炎症细胞、一氧化氮）作为特征要素，通过分析这七个特征要素在伤口愈合过程中的相互作用关

5、系，建立相应的偏微分控制方程组，以此模拟上皮组织的伤口愈合过程。考虑到等离子体中活性氧粒子（ROS）的灭菌效应和活性氮粒子（RNS）的一氧化氮提升效应对促进伤口愈合的积极作用，本文分别通过实验归纳的方法对其建立相应的等离子体效应输入模型，并将该模型与上述伤口愈合模型相结合，建立起完整的等离子体促进伤口愈合医学仿真研究模型。通过对模型进行求解，本文得到等离子体影响下伤口愈合过程中上述七个特征要素的时空变化情况，实现对伤口愈合过程各阶段的预测。并且基于此模型，本文得出结论：等离子体的RNS效应对伤口愈合的作用远不如ROS

6、效应的贡献大；提高等离子体治疗频率，可以加快伤口愈合过程，但最终趋于某极限值。此外作为模型拓展，本文还给出了等离子体手电对几种特殊类型伤口的治疗效果。最后本文给出了等离子体促进伤口愈合仿真模型的应用范围，并提出模型有待改进的地方。关键词：低温等离子体;伤口愈合;等离子体活性粒子;医学仿真I华中科技大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,withtheemergenceofvariouscoldplasmasourcesandexperimentalstudyoflowtemperatureplas

7、maappliedtowoundhealing,plasmaiswidelyusedinclinicaltreatment.Comparedtothetraditionalchemicalreagenttreatment,plasmatreatmenthasasmallerskinirritation,lesssuffering,shorterrecoverytimeandmoreconvenientusage.Giventhewidelyapplicationprospectofplasmainbiological

8、medicine,thisarticleestablishedamathematicalmodelofgasplasmaappliedtochronicwounds,whichisbasedonbiochemistry,tosimulatethedynamicprocessofwoundhealing.Italsohadapreliminary