申論 1當胰島素分泌細胞受到傷害時，由於細胞無法生長也無法自人體中進行置換，因此將長期接受胰島素注射治療。一直以來想嘗試以微膠囊形式包覆受贈的胰島素分泌細胞再植入體內，以輔助功能不全的胰臟，但挑戰之一為培養來自捐贈者器官的細胞。由於組織必須高度含氧，可行的方法之一為將組織切割為圓柱形（cylinder）並放入含全氟碳化物（Perfluorocarbons，PFC 具高溶氧度）的培養液中培養，此方式可得較高的氧氣濃度，其中細胞可利用的氧氣濃度為溶在培養液中與PFC 中的總和。若有一半徑為R，長度為L 的圓柱型組織（L>>R），氧氣消耗率為Q，組織表面的氧氣濃度為C。假設在穩態下（steady state）耗氧為零級反應（zero-order reaction ），則徑向的氧氣濃度分布（radialconcentration profile）如何表示？（10 分）同時最大可能的組織圓柱半徑（maximum radius）為何？（5 分）
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申論 2接受血液透析的病患通常一週內必須幾次與體外透析器連接3~4 小時進行液體交換，而腹膜透析則是一種常用的替代方案。主要為將體積為V 且濃度與腹液相當的葡萄糖溶液注射至腹腔，約5 小時後再以同體積p（V）新鮮液體抽換體積，如下圖所示。假設C 為常數，剛開始時（t=0）pbC=0 的狀況下，請寫出對固定體積V，膜兩側均為混合液體，且薄pp膜質傳係數為k，質傳交換面積為A 狀況下的mass balance 表示式。0m（20 分）Patient-remaining body volume Peritoneal cavityVdistribution volume Vb, pCsolute concentration Cb, pPeritoneal membrane
申論 3在一僅含細胞，胞外間質纖維及組織液的不含血管組織中（如下圖所示），假設細胞及胞外間質纖維的直徑分別為D 及D，單位體積內纖維cf長度及細胞數分別為L 及n。假設纖維（圓柱型）與細胞（球型）皆為均勻分布於組織內，同時纖維為互相平行。請問此組織的孔隙度（porosity）為何（即細胞與纖維所占的總體積分率）？（15 分）
申論 5請敘述下列問題：㈠當溶質（solute）半徑與薄膜孔洞半徑相去不大時，那兩種因素會特別影響使得溶擴散速率降低。（10 分）㈡以「擴散（diffusion）」或「通透（permeability）」探討溶質在微血管壁傳輸時，立論的最主要不同處為何？（10 分）㈢請寫出（或畫出）3 種體內外連通醫材（extracorporeal device）如血液透析器中，血液與流體接觸可產生物質交換的形式（fluid contactingpatterns）。（9 分）㈣Thiele modulus？（請解釋其意涵）（4 分）㈤對血液而言，如何定義降伏強度（yield stress）？（3 分）又有那些因子（factors）會影響血液降伏強度？（4 分）