本文關(guān)鍵詞：組織工程角膜動態(tài)培養(yǎng)及透明度檢測儀器開發(fā)與實驗論證

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【摘要】：利用組織工程技術(shù)在體外構(gòu)建培養(yǎng)角膜組織來解決角膜供體問題，為廣大角膜盲患者的復(fù)明帶來了希望。但是，目前大多數(shù)組織工程角膜都是采用靜態(tài)培養(yǎng)的方式，通過手工塑形，人工培養(yǎng)操作，導(dǎo)致培養(yǎng)出來的角膜組織很多時候存在著形態(tài)不規(guī)范，透明度差，批次之間的質(zhì)量難以控制等一系列問題。近幾年，研究發(fā)現(xiàn)力學(xué)刺激在組織工程學(xué)、生物學(xué)、形態(tài)學(xué)等方面發(fā)揮著極其重要的作用，構(gòu)建良好力學(xué)環(huán)境對大多數(shù)體內(nèi)器官、組織的生長都有著很大的影響。同時考慮到培養(yǎng)出來的角膜組織透明度的好壞是決定角膜是否培養(yǎng)成功的最關(guān)鍵因素之一，而目前臨床與實驗針對角膜透明度通常采用主觀判斷為主，無法用數(shù)據(jù)客觀評價。 因此，本文開發(fā)一套組織工程角膜體外動態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)及透明度檢測儀器，能夠模擬體內(nèi)角膜的力學(xué)環(huán)境，構(gòu)建理想的角膜培養(yǎng)微環(huán)境，同時用透明度檢測裝置檢測組織工程角膜的透明度值，提供更加客觀的評價標(biāo)準(zhǔn): (1)根據(jù)透明度光學(xué)的基本原理，以虛擬儀器為開發(fā)平臺，采用計算機，，數(shù)據(jù)采集卡、照度傳感器等器件，確定組織工程角膜透明度檢測的測量方法，完成組織工程角膜透明度檢測儀器的開發(fā)，同時使用紅色激光或者普通LED可見光作為光源，針對有機玻璃、普通浮法玻璃、隱形眼鏡和豬角膜的測量計算，確定組織工程角膜透明度測量儀的系統(tǒng)誤差修正值為0.0094，精度誤差為0.6-1.0%，滿足測量要求。采用紅色激光光源測量的角膜透明度比普通LED可見光測得的值有細微不同；但是對于確定的光源，該儀器不影響被測組織工程角膜透明度的優(yōu)劣評判；更換不同波長光源，可以獲得該種波長情況下角膜透明度的精確值。 (2)實現(xiàn)組織工程角膜動態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)開發(fā)，系統(tǒng)由角膜反應(yīng)器和控制系統(tǒng)兩大部分組成，利用ANSYS對角膜模型進行有限元的力學(xué)分析，合理設(shè)計生物培養(yǎng)系統(tǒng)的力學(xué)環(huán)境，確定了角膜反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以將角膜種子細胞-生物可降解載體支架放入處于無菌CO2培養(yǎng)箱內(nèi)部的角膜反應(yīng)器中，通過調(diào)控反應(yīng)器的壓力大小、電機轉(zhuǎn)動和培養(yǎng)液灌流等方式來實現(xiàn)動態(tài)培養(yǎng)。通過對脫細胞豬角膜基質(zhì)的動靜態(tài)實驗對比，經(jīng)倒置顯微鏡、透明度檢測儀器觀察可以發(fā)現(xiàn)動態(tài)實驗后的脫細胞豬角膜基質(zhì)樣品表面更加平整，更加透明，膠原纖維更加有序。 綜上所述，本文研究的組織工程角膜透明度測量方法與儀器可以對組織工程角膜進行定量的檢測，實現(xiàn)了組織工程角膜透明度參數(shù)的可比性，從而更客觀與科學(xué)，有望成為組織工程角膜度透明度測量的新標(biāo)準(zhǔn)；而開發(fā)的組織工程角膜動態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，為接下來的組織工程角膜的體外構(gòu)建開創(chuàng)了新的思路，給組織工程角膜臨床應(yīng)用和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化培養(yǎng)打下良好的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：組織工程角膜 虛擬儀器 透明度 動態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH786
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10
• 1.2 組織工程角膜的國內(nèi)外研究進展10-15
• 1.2.1 角膜的結(jié)構(gòu)與功能10-11
• 1.2.2 組織工程角膜上皮層研究11-12
• 1.2.3 組織工程角膜基質(zhì)層研究12-13
• 1.2.4 組織工程角膜內(nèi)皮層研究13-14
• 1.2.5 全層角膜重建的研究14
• 1.2.6 組織工程角膜透明度研究14-15
• 1.3 力學(xué)因素在組織工程角膜培養(yǎng)中的作用15-16
• 1.3.1 角膜的生物力學(xué)特性15-16
• 1.3.2 力學(xué)環(huán)境對角膜生長的影響16
• 1.4 論文的研究目的和主要內(nèi)容16-17
• 1.4.1 研究目的16-17
• 1.4.2 論文的主要內(nèi)容17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 第2章 組織工程角膜透明度檢測儀器開發(fā)18-34
• 2.1 角膜透明度檢測儀器的測量原理18-19
• 2.1.1 透明度的光學(xué)定義18-19
• 2.1.2 儀器測量工作原理及設(shè)計依據(jù)19
• 2.2 硬件裝置設(shè)計開發(fā)19-23
• 2.2.1 儀器整體設(shè)計實現(xiàn)19-20
• 2.2.2 組織工程角膜透明度換算20-21
• 2.2.3 硬件系統(tǒng)設(shè)備21-23
• 2.3 基于 LABVIEW 檢測軟件系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)23-29
• 2.3.1 系統(tǒng)開發(fā)軟件23
• 2.3.2 軟件主要設(shè)計模塊23-29
• 2.4 組織工程角膜透明度檢測裝置的精確度分析29-33
• 2.4.1 空載狀態(tài)組織工程透明度裝置測量精確分析29
• 2.4.2 組織工程角膜透明度裝置精確度分析29-31
• 2.4.3 不同光源對透明度測量精確度影響31-32
• 2.4.4 結(jié)果討論32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第3章 組織工程角膜生物培養(yǎng)系統(tǒng)34-49
• 3.1 組織工程角膜體外動態(tài)培養(yǎng)和監(jiān)控系統(tǒng)的總體方案34
• 3.2 角膜生物培養(yǎng)反應(yīng)器設(shè)計34-41
• 3.2.1 設(shè)計原則34-35
• 3.2.2 有限元分析角膜生物力學(xué)性能35-40
• 3.2.3 角膜生物反應(yīng)器構(gòu)成40-41
• 3.3 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)41-48
• 3.3.1 傳感器系統(tǒng)41-44
• 3.3.2 電機控制44-46
• 3.3.3 蠕動泵和培養(yǎng)箱的選擇及裝置搭建46-48
• 3.4 結(jié)果討論48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第4章 脫細胞基質(zhì)角膜制備與生物培養(yǎng)系統(tǒng)的實驗分析49-60
• 4.1 脫細胞豬角膜基質(zhì)實驗材料制備49-54
• 4.1.2 主要實驗儀器50
• 4.1.3 實驗試劑藥品50
• 4.1.4 材料制備過程50-52
• 4.1.5 實驗材料選擇52-54
• 4.2 動態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)的實驗分析54-57
• 4.2.1 系統(tǒng)調(diào)試和樣品實驗54-56
• 4.2.2 光鏡觀察56
• 4.2.3 透明度檢測56-57
• 4.3 結(jié)果討論57-59
• 4.3.1 形態(tài)觀察57
• 4.3.2 透明度57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 總結(jié)與展望60-62
• 5.1 總結(jié)60
• 5.2 展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-67
• 附錄67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號：572546