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图 1. 带 MTPS 的Trident仪器
生物材料的热性能会对其植入及与生物组织结合方面的材料性能产生重大影响。随着更复杂的植入物（包括那些含有电子元件的植入物）的出现，热导率和热扩散率愈发受到关注。电子元件的热管理可能是个问题，因为传统聚合物材料往往更像是热绝缘体而非导体。这可能会损坏电子元件，或者更有可能损伤周围组织。
通常，聚合物材料内部的热传递是通过声子进行的，声子是一种能在聚合物材料的晶体基质中传播的热波。结晶度会影响此类材料的热导率。为了制造出热导率更高的聚合物材料，聚合物材料的结晶度和堆积程度必须很高，以便将热量从电活性元件传导出去。通常来说，这意味着无定形程度更高的材料往往是良好的热绝缘体，而且这些无定形材料在更多生物衍生材料中也往往含量丰富。提高无定形材料热导率的一种方法是制造高度有序的自组装结构。这些材料可以是凝胶或自组装涂层材料。凝胶材料有多种植入方式，包括用作植入的细胞支架或植入的人工组织。用于植入物的涂层材料可以由涂覆金属电路的聚合物组成。
C-Therm 公司的Trident采用改进的瞬态平面源（MTPS）技术，能够对这些较难研究的材料的热行为提供独特见解。利用 MTPS 测量可以探究凝胶类材料，确保这些模拟组织的材料的热性能与周围植入环境相匹配。MTPS 对热导率的测量可以探究电子元件或涂层材料，这些材料通常具有复杂的几何限制，其他技术很难测量。
自修复水凝胶在肿瘤热消融中的热屏蔽性能
这是瞬态平面热源（TPS）方法在生物医学/生物材料领域应用的一个例子。
原始出版物摘要：热消融疗法广泛应用于肿瘤的手术治疗。临床上，通常使用生理盐水作为绝缘体，以保护邻近组织免受热消融引起的局部高温灼伤。然而，盐水的流动会导致液体流失，需要频繁注射且操作复杂，这很容易引发二次损伤和血肿等并发症。在此，提出使用一种自愈性壳聚糖-聚乙二醇（CP）水凝胶作为保护介质，以挑战临床现有制剂。与生理盐水和非自愈性水凝胶 F127 相比，CP 水凝胶在比格犬模型的甲状腺结节热消融中表现出卓越的热屏蔽性能。采用瞬态平面热源（TPS）方法测量热性能，包括热导率、热扩散率和比热容。随后深入揭示了自愈性水凝胶的热屏蔽机制以及包括可操作性、生物降解性和生物安全性在内的临床优势。因此，自愈性水凝胶在肿瘤热消融中能够实现更好的热管理。[1]
图 2. CP 水凝胶的隔热机理。(a) 不同介质（生理盐水、聚合物溶液、水凝胶）隔热机理示意图。(b) 用于测量水凝胶热性能的瞬态平面热源（TPS）法示意图。(c) 2.5% CPH 和 20% F127 的温度 - 时间曲线。[1]
用于生物医学应用的、具有定制化表面形貌的热拉伸生物可降解纤维
在本研究中，使用 C-therm 公司的 TCi 热导率分析仪测量了聚己内酯（PCL）样品的热导率。
原始出版物摘要：生物医学应用和组织工程对聚合物纤维支架的需求日益增长。聚己内酯等可生物降解聚合物因其在组织工程和光学神经接口方面的适用性而受到特别关注。在此，我们报道了一种可扩展且成本低廉的纤维制造技术，该技术能够在单一工艺中拉制 PCL 纤维，无需使用辅助包层。我们展示了拉制不同几何形状和横截面 PCL 纤维的可能性，包括实心芯、空心芯和带槽纤维。通过 MCF - 7 乳腺癌细胞的成功附着和增殖，不同几何形状的实心芯纤维显示出对细胞生长的支持作用。我们还表明，空心芯纤维在生物流体中浸泡长达 21 天后，表现出相对稳定的光传播损耗，有潜力在光学神经接口中用作波导。可生物降解 PCL 纤维表面形态的可定制性及其无细胞毒性，使得所提出的方法成为生物医学应用和组织工程有吸引力的平台。[2]
图 3. 聚己内酯（PCL）样品的结晶度和热导率与分子量的关系 [2]
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