本文選題：大段骨缺損　切入點：3D打印　出處：《廣州中醫(yī)藥大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：目的:1.通過計算機輔助技術(shù)和3D Plotting快速成型技術(shù)設計和制作出適用于新西蘭大白兔骨缺損實驗研究用的個性化間孔β-磷酸三鈣骨修復體。2.對3D打印的支架模型外形尺寸和內(nèi)部微結(jié)構(gòu)進行表征測量,以明確其打印精度,探究實驗材料尺寸精度對骨修復結(jié)果的影響。3.將間孔β-磷酸三鈣與自體骨復合成骨組織工程骨修復體與不作任何處理的間孔骨修復體同時植入新西蘭大白兔的橈骨大段骨缺損模型中,比較相同環(huán)境下兩種骨修復體對治療大段骨缺損的修復效果,并證明材料植骨具有減緩材料降解的作用。方法:1.新西蘭大白兔雙側(cè)橈骨的三維測量以及個性化β-磷酸三鈣間孔骨修復支架的三維設計:用mimics10.01軟件對6只新西蘭大白兔CT掃描的橈骨數(shù)據(jù)進行重建和測量。以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)在soliworks軟件中設計出長為15mm,寬和高對應的骨缺損修復模型,并以STL格式保存文件。2.計算機輔助模擬新西蘭大白兔橈骨骨缺損的手術(shù)過程:在NX-Imagewarer軟件中運用分離、區(qū)域劃分等操作在距離新西蘭大白兔肘關(guān)節(jié)30mm處模擬截出長15mm的大段骨缺損,得出新西蘭大白兔大段骨缺損的三維模型。將Soliworks軟件中設計出的大段骨缺損間孔模型導入Imageware13.2軟件中,并模擬植入到骨缺損模型中。3.將新西蘭大白兔自體髂骨松質(zhì)骨骨粒植入間孔β-磷酸三鈣間孔骨修復支架中,并隨機植入新西蘭兔一側(cè)橈骨骨缺損中;新西蘭大白兔在全麻下,手術(shù)切開雙側(cè)橈骨前側(cè),并用高速磨鉆在雙側(cè)橈骨制造出長15mm的大段骨缺損,隨機將植入自體骨粒的間孔骨修復體與未做處理的間孔骨修復體植入與其匹配的橈骨骨缺損處,并使骨修復體與殘端嵌合緊密。4.術(shù)后4周、8周、12周在相應的時間點處死新西蘭大白兔取雙側(cè)橈骨標本進行標本實體觀察、X線片檢查、HE染色、Masson染色和Micro-CT掃描觀察,對其結(jié)果進行統(tǒng)計分析。結(jié)果:1.經(jīng)過掃描測量計算新西蘭大白兔橈骨中段的直徑為4± 1.2mm,通過soliworks軟件設計出來長15mm、寬和高分別為5mm,孔徑為3mm、孔間距為2.4mm、內(nèi)部為400μ m微孔結(jié)構(gòu)的大段骨修復體的三維模型。2.經(jīng)過3D打印技術(shù)制備出了長15±0.83mm,寬和高分別為5mm±0.65,孔間距::孔徑=0.8的間孔β-磷酸三鈣間孔骨支架實體。間孔結(jié)構(gòu)為支架內(nèi)部提供填充植骨的空間,為原位成骨實驗提供模型基礎(chǔ)。掃描電鏡圖像結(jié)果表明支架的內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)合理,孔間連通率高。3.手術(shù)過程中,骨支架與橈骨缺損區(qū)匹配良好,說明新西蘭大白兔大段骨缺損模型的個性化設計精確。4.術(shù)后大體標本觀察發(fā)現(xiàn)植骨支架骨缺損修復速度和修復強度明顯優(yōu)于未植骨組。1)術(shù)后4周、8周、12周空白對照組的橈骨均未見修復,出現(xiàn)殘端骨髓腔封閉,部分與尺骨融合;2)術(shù)后X線片發(fā)現(xiàn)隨著時間的推移,植入材料逐漸降解,新生骨組織不斷長入;3)術(shù)后Micro-CT掃描及缺損區(qū)三維重建及骨密度測量發(fā)現(xiàn),骨重建過程中,植入組的新骨爬行替代更加順利。4)術(shù)后4周HE染色結(jié)果表明植骨組與未植骨組新生血管數(shù)量相當,與文獻報道一致[26],術(shù)后8周HE染色結(jié)果顯示植骨組的新生骨較未植骨組多,術(shù)后12周HE染色發(fā)現(xiàn)植骨組材料幾乎全部降解,新生骨量明顯增多,部分材料已經(jīng)完全被新生骨替代;未植骨組材料大部分降解,新生骨量較少,出現(xiàn)骨不連。Masson染色結(jié)果發(fā)現(xiàn):術(shù)后4周、8周、12周植入組均可見較多的藍染新生骨組織,并隨著時間的增長骨量不斷增多,而非植骨組僅見藍染的膠原纖維和少量新生骨組織,植骨組的修復效果明顯優(yōu)于對照組。結(jié)論:1.采用CAD設計技術(shù)對骨缺損模型和個性化骨修復體進行三維設計,精度高、實用性和可重復性強,并可以模擬手術(shù)修復過程,能提高手術(shù)修復的成功率,避免醫(yī)療資源的浪費。2.CAD精確設計結(jié)合3D打印技術(shù)制備3D打印個性化間孔β-磷酸三鈣間孔骨支架,其孔隙率大,連通率高,匹配精度高,與缺損區(qū)嵌合緊密,有利于骨細胞的長入與增殖。3.3D打印個性化間孔骨支架復合植骨能減緩支架的降解速率,能較好提高骨缺損修復的速度,為臨床上解決大段骨缺損修復難題提供了一種新的探索思路。不足之處,目前3D打印支架仍處在一些缺陷,如燒結(jié)后出現(xiàn)皺縮,皺縮率及料降解速度控制困難,實驗缺乏大動物實驗支持。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：廣州中醫(yī)藥大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R318.08;TP391.73

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