本文關鍵詞：新型鈦合金微孔植入物表面生物活性涂層的實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：髖關節(jié)和膝關節(jié)置換是臨床上最成功的手術治療方法之一,它可以減輕終末期關節(jié)病變和嚴重交通傷患者的痛苦,并能在短期內(nèi)恢復關節(jié)功能,全世界每年有超過100萬的患者要接受人工關節(jié)置換,隨著平均壽命和世界人口的不斷增加,預計這一數(shù)字將呈指數(shù)式猛增。由于人工關節(jié)假體患者人群有年輕化的趨勢,因此,當前人工關節(jié)的研究不僅要考慮到假體壽命的延長,而且也要顧及到這些年輕患者對關節(jié)活動的需求。人工關節(jié)假體在體內(nèi)長期、穩(wěn)定的固定,主要取決于假體與骨組織間的骨整合程度。生物固定型人工關節(jié)潛在的研究方向,主要包括包括假體金屬材料和涂層材料的選擇,以及新涂層技術的開發(fā)。1.新型微孔鈦合金試件表面HA涂層、HA-BMP復合涂層的制備目的:研究微弧氧化技術在新型鈦合金上制備的HA涂層成分及表面形貌,探索BMP復合涂層的制備方法。方法:采用微弧氧化法在新型微孔鈦合金表面制備表面涂層,并通過透析凍干法嘗試在上述涂層上復合BMP,使用X線衍射分析儀和環(huán)境掃描電鏡,分析這些涂層的成分及表面形貌。結果:XRD圖譜證實了微弧氧化法制備的涂層中HA成分的存在,該涂層的分布、厚度均勻,且表面均勻存在直徑1-10μm的小孔;HA-BMP復合涂層表面存在大小不等的絮狀BMP成分。結論:微弧氧化法適用于在該新型鈦合金材料制備表面涂層,且該涂層含有HA成分、表面形貌適宜骨組織生長。透析、凍干法能夠被用來在HA涂層表面復合BMP成分。2.微孔涂層試件和微孔-HA涂層試件的動物體內(nèi)植入實驗目的:以微孔涂層試件為對照,研究微孔-HA涂層在植入動物體內(nèi)后,試件-骨組織界面的新骨組織形成情況,研究微弧氧化技術這種金屬表面改性新技術的臨床應用前景。方法:將微孔涂層和微孔-HA涂層兩種鈦合金試件,分別植入犬的兩側近端股骨髓腔,在第4、12、24周后分別取材,部分標本行硬組織塑料包埋后切片并采用改良麗春紅法染色,倒置顯微鏡下做組織學分析,并計算新骨生成率;部分標本直接在環(huán)境掃描電鏡下觀察分析。結果:兩組試件生物相容性良好,組織學分析和電鏡結果表明HA涂層能顯著促進試件周圍骨組織的新生。各時間段的試件周圍新骨生成率也明顯高于微孔涂層組(P0.05)。環(huán)境掃描電鏡(ESEM)結果表明該涂層在植入24周后試件表面仍能觀察到HA涂層,僅有少量被降解。結論:微孔-HA涂層試件在動物體內(nèi)能獲得更好的骨整合程度且該涂層具有較強的抗腐蝕性。3.BMP-HA復合涂層試件的動物體內(nèi)植入實驗目的:以HA涂層試件為對照,研究HA-BMP復合涂層試件在植入動物體內(nèi)后,試件-骨組織界面的骨整合情況,探索透析-凍干法在制備BMP復合生物涂層中的應用。方法:將HA涂層和HA-BMP涂層兩種試件,犬兩側近端股骨髓腔中分別作體內(nèi)植入,在第4、12、24周后分別取材,部分標本行硬組織塑料包埋、切片并采用VG法染色,倒置顯微鏡下做組織學分析,采用病例圖像分析系統(tǒng)計算新骨生成率;部分標本直接在環(huán)境掃描電鏡下觀察分析。結果:HA-BMP涂層組在植入4w、12w后,其試件周圍新生骨組織情況優(yōu)于HA涂層組,試件周圍新骨形成率也有顯著差異(P0.05),在植入24周后,兩組試件周圍骨組織新生情況無明顯差異,試件周圍新骨形成率無統(tǒng)計學差異(P0.05)。結論:通過透析-凍干法制備的BMP復合涂層,在植入早期能明顯促進植入物周圍骨組織的再生,但其骨誘導活性隨著其在體內(nèi)的降解逐漸減少,直至消失。4.三種涂層試件的生物力學實驗目的:通過力學實驗評估三組試件在植入體內(nèi)一定時間后,試件-骨組織界面的生物力學性能。方法:將上述動物實驗中獲取的試件-骨組織標本塊,放入安裝有力學實驗裝置的環(huán)境掃描電鏡中進行動態(tài)拉伸試驗,觀察拉伸過程中試件-骨組織界面裂紋的萌生、擴展直至完全斷裂的過程,記錄界面完全斷裂時的拉伸力數(shù)據(jù),并作統(tǒng)計學分析。結果:在植入4w、12w時,界面完全斷裂斷裂所需的拉伸力,HA-BMP復合涂層組最大,HA涂層組次之,無涂層組最小,且差異有統(tǒng)計學意義(P0.05),在植入24周時,HA-BMP復合涂層組與HA涂層組界面斷裂時的拉伸力無顯著性差異(P0.05),但均明顯大于無涂層組。結論:HA與BMP均能明顯增強植入物-骨組織界面的生物力學性能,但在實驗后期(24w),HA-BMP涂層組并未表現(xiàn)出比HA組更好的界面生物力學性能,可能緣于其在體內(nèi)的降解。
【關鍵詞】：鈦合金 涂層 微弧氧化 羥基磷灰石 骨形態(tài)發(fā)生蛋白
【學位授予單位】：第四軍醫(yī)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R687.4;R318.08
【目錄】：

• 縮略語表5-7
• 中文摘要7-10
• 英文摘要10-13
• 前言13-15
• 文獻回顧15-35
• 實驗一 新型微孔鈦合金試件表面HA涂層、HA-BMP復合涂層的制備35-47
• 1 材料36-37
• 2 方法37-39
• 3 結果39-44
• 4 討論44-47
• 實驗二 微孔涂層試件和微孔-HA涂層試件的動物體內(nèi)植入實驗47-60
• 1 材料48-49
• 2 方法49-53
• 3 結果53-57
• 4 討論57-60
• 實驗三 BMP-HA復合涂層試件的動物體內(nèi)植入實驗60-71
• 1 材料61-62
• 2 方法62-65
• 3 結果65-69
• 4 討論69-71
• 實驗四 三種涂層試件的生物力學實驗71-81
• 1 材料72
• 2 方法72-74
• 3 結果74-79
• 4 討論79-81
• 小結81-82
• 參考文獻82-99
• 個人簡歷和研究成果99-100
• 致謝100

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  本文關鍵詞：新型鈦合金微孔植入物表面生物活性涂層的實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：299594