口腔頜面修復與正畸中材料與結構的關鍵生物力學問題研究
發(fā)布時間:2021-02-21 16:43
先進口腔疾病治療手段的發(fā)現(xiàn)涉及材料學、生物學以及力學等多學科的交叉,其中力學往往起著主要作用。例如口腔頜面部可由于先天發(fā)育缺陷、腫瘤和外傷等造成組織缺損。頜面修復與正畸治療需要具有良好生物相容性及抗菌性的支架材料,并涉及與頜面部耦合作用的力學結構。這些材料與結構的設計需要在微納米尺度理解細胞與材料界面的相互作用,在宏觀尺度研究大變形柔韌結構(如牙齒正畸矯治弓絲)與具有復雜生物結構且一直處于生長變化狀態(tài)的頜面部組織的力學耦合。因而對口腔醫(yī)學中存在的相關生物力學問題的研究通常都具有較大難度。本論文主要圍繞頜面部修復與正畸中涉及的組織工程支架材料和正畸矯治裝置的設計,通過利用固體力學、細胞生物學與納米材料學等多領域理論與實驗手段,研究了石墨烯納米材料對細胞毒性作用的尺寸與濃度效應,并因此發(fā)現(xiàn)并制備了一種具有良好醫(yī)學性能的新型支架材料;定量分析了牙齒正畸中矯治弓絲與頜面部組織間的相互作用規(guī)律,提出了實現(xiàn)前牙整體內(nèi)收這一正畸治療難題的方式;給出了計算機輔助生成個體化弓形的新技術,并編制了相關計算機軟件,獲得了軟件著作權與相關專利權。本論文的具體創(chuàng)新性結果如下:(1)基于激光共聚焦顯微鏡與生物型原...
【文章來源】:蘭州大學甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:149 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 生物材料
1.2 組織工程支架類型
1.2.1 多孔支架
1.2.2 纖維支架
1.3 組織工程支架要求
1.3.1 生物相容性和生物降解能力
1.3.2 力學性能
1.3.3 支架結構
1.4 石墨烯家族納米材料
1.4.1 GFNs的細胞毒性
1.4.2 與生物學效應相關的材料特性
1.5 納米顆粒的尺寸效應
1.6 口腔正畸學中的力學問題
1.6.1 人類牙弓弓形的研究進展
1.6.2 彈性材料及正畸力的產(chǎn)生
1.6.3 正畸矯治器的設計因素
1.6.4 連續(xù)性深覆(牙合) 矯治弓絲
1.7 前牙整體內(nèi)收
1.8 研究意義
第二章 氧化石墨烯細胞毒性的尺寸效應研究
2.1 前言
2.2 材料與方法
2.2.1 材料表征
2.2.2 生物學實驗
2.2.3 力學表征
2.2.4 統(tǒng)計分析
2.3 結果與討論
2.3.1 三種尺寸GO的表征
2.3.2 CCK-8 分析GO細胞毒性
2.3.3 AFM測量細胞形態(tài)和細胞楊氏模量
2.3.4 細胞骨架染色觀察及免疫熒光強度分析
2.4 結論
第三章 氧化石墨烯加強聚乳酸/聚氨酯組織工程支架的抗菌研究
3.1 前言
3.2 材料與方法
3.2.1 PLA/PU/GO復合薄膜的合成
3.2.2 PLA/PU/GO復合納米纖維的合成
3.2.3 材料表征
3.2.4 抗菌性能測試
3.2.5 生物相容性實驗
3.3 結果與討論
3.4 結論
第四章 搖椅弓滑動法整體內(nèi)收上頜前牙的三維有限元研究
4.1 前言
4.2 材料與方法
4.2.1 上頜牙列三維有限元模型的建立
4.2.2 搖椅弓模型的建立
4.2.3 三維有限元分析計算
4.3 結果
4.4 討論
4.4.1 三維有限元建模問題
4.4.2 直絲弓滑動矯治技術及種植體支抗的位置
4.4.3 RCA應用于滑動法內(nèi)收前牙
4.5 結論
第五章 牙弓弓形的函數(shù)模擬及矯治弓絲的力學數(shù)值計算
5.1 前言
5.2 方法
5.2.1 正常(牙合) 牙弓弓形的曲線模擬
5.2.2 正畸患者個體化弓形生成軟件的開發(fā)
5.2.3 多用途弓的材料、弓形與力值的函數(shù)表達式的建立
5.2.4 多用途弓壓低力值的計算
5.3 結果
5.4 討論
5.5 結論
第六章 結束語
參考文獻
在學期間的研究成果
致謝
附錄 A
附錄 B
附錄 C
附錄 D
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Effects of temperature and cellular interactions on the mechanics and morphology of human cancer cells investigated by atomic force microscopy[J]. LI Mi,LIU LianQing,XI Ning,WANG YueChao,XIAO XiuBin,ZHANG WeiJing. Science China(Life Sciences). 2015(09)
[2]兒童和成人深覆顱頜形態(tài)的橫斷面研究[J]. 安曉莉,周洪,亢靜. 華西口腔醫(yī)學雜志. 2014(03)
[3]搖椅弓滑動法整體內(nèi)收上頜前牙的三維有限元分析[J]. 安曉莉,陳宏偉,司慶宗,周又和,劉斌,王記增. 華西口腔醫(yī)學雜志. 2013(01)
[4]Atomic force microscopy imaging and mechanical properties measurement of red blood cells and aggressive cancer cells[J]. LI Mi 1,2,5 , LIU LianQing 1 , XI Ning 1,3 , WANG YueChao 1 , DONG ZaiLi 1 , XIAO XiuBin 4 & ZHANG WeiJing 4 1 State Key Laboratory of Robotics, Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China; 2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3 Department of Mechanical and Biomedical Engineering, City University of Hong Kong, Hong Kong, China; 4 Department of Lymphoma, Affiliated Hospital of Military Medical Academy of Sciences, Beijing 100071, China; 5 State Key Laboratory of Drug Research, Shanghai Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201203, China. Science China(Life Sciences). 2012(11)
[5]搖椅形鎳鈦圓絲和方絲唇弓打開咬合前后下頜牙的三維變化[J]. 謝琳,陳磊,張麗娜,高慧,張君. 上?谇会t(yī)學. 2012(01)
[6]微植體支抗滑動法內(nèi)收上頜前牙的三維有限元研究[J]. 張翼,張磊,樊瑜波,宋錦璘,鄧鋒. 華西口腔醫(yī)學雜志. 2009(05)
[7]搖椅弓角度和弧形深度對牙根和牙周組織應力分布的影響[J]. 石勰,張端強,許潾于,鐘萍萍,嚴宏,陳日齊. 第四軍醫(yī)大學學報. 2009(02)
[8]采用四點還原法進行牙弓弓形繪制[J]. 潘曉崗,錢玉芬,翁思恩,馮齊平,于泉. 上?谇会t(yī)學. 2008(02)
[9]安氏II1治療前后牙弓形態(tài)的分析與比較——應用β函數(shù)模擬牙弓形態(tài)[J]. 朱吉坤,張苗苗. 臨床口腔醫(yī)學雜志. 2007(04)
[10]搖椅弓角度和弧形深度對牙齒垂直向受力的影響[J]. 石勰,張端強,許潾于,鐘萍萍,嚴宏,陳日齊. 實用口腔醫(yī)學雜志. 2007(02)
博士論文
[1]細胞力學建模及其力學特性的表征[D]. 譚又華.中國科學技術大學 2010
本文編號:3044630
【文章來源】:蘭州大學甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:149 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 生物材料
1.2 組織工程支架類型
1.2.1 多孔支架
1.2.2 纖維支架
1.3 組織工程支架要求
1.3.1 生物相容性和生物降解能力
1.3.2 力學性能
1.3.3 支架結構
1.4 石墨烯家族納米材料
1.4.1 GFNs的細胞毒性
1.4.2 與生物學效應相關的材料特性
1.5 納米顆粒的尺寸效應
1.6 口腔正畸學中的力學問題
1.6.1 人類牙弓弓形的研究進展
1.6.2 彈性材料及正畸力的產(chǎn)生
1.6.3 正畸矯治器的設計因素
1.6.4 連續(xù)性深覆(牙合) 矯治弓絲
1.7 前牙整體內(nèi)收
1.8 研究意義
第二章 氧化石墨烯細胞毒性的尺寸效應研究
2.1 前言
2.2 材料與方法
2.2.1 材料表征
2.2.2 生物學實驗
2.2.3 力學表征
2.2.4 統(tǒng)計分析
2.3 結果與討論
2.3.1 三種尺寸GO的表征
2.3.2 CCK-8 分析GO細胞毒性
2.3.3 AFM測量細胞形態(tài)和細胞楊氏模量
2.3.4 細胞骨架染色觀察及免疫熒光強度分析
2.4 結論
第三章 氧化石墨烯加強聚乳酸/聚氨酯組織工程支架的抗菌研究
3.1 前言
3.2 材料與方法
3.2.1 PLA/PU/GO復合薄膜的合成
3.2.2 PLA/PU/GO復合納米纖維的合成
3.2.3 材料表征
3.2.4 抗菌性能測試
3.2.5 生物相容性實驗
3.3 結果與討論
3.4 結論
第四章 搖椅弓滑動法整體內(nèi)收上頜前牙的三維有限元研究
4.1 前言
4.2 材料與方法
4.2.1 上頜牙列三維有限元模型的建立
4.2.2 搖椅弓模型的建立
4.2.3 三維有限元分析計算
4.3 結果
4.4 討論
4.4.1 三維有限元建模問題
4.4.2 直絲弓滑動矯治技術及種植體支抗的位置
4.4.3 RCA應用于滑動法內(nèi)收前牙
4.5 結論
第五章 牙弓弓形的函數(shù)模擬及矯治弓絲的力學數(shù)值計算
5.1 前言
5.2 方法
5.2.1 正常(牙合) 牙弓弓形的曲線模擬
5.2.2 正畸患者個體化弓形生成軟件的開發(fā)
5.2.3 多用途弓的材料、弓形與力值的函數(shù)表達式的建立
5.2.4 多用途弓壓低力值的計算
5.3 結果
5.4 討論
5.5 結論
第六章 結束語
參考文獻
在學期間的研究成果
致謝
附錄 A
附錄 B
附錄 C
附錄 D
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Effects of temperature and cellular interactions on the mechanics and morphology of human cancer cells investigated by atomic force microscopy[J]. LI Mi,LIU LianQing,XI Ning,WANG YueChao,XIAO XiuBin,ZHANG WeiJing. Science China(Life Sciences). 2015(09)
[2]兒童和成人深覆顱頜形態(tài)的橫斷面研究[J]. 安曉莉,周洪,亢靜. 華西口腔醫(yī)學雜志. 2014(03)
[3]搖椅弓滑動法整體內(nèi)收上頜前牙的三維有限元分析[J]. 安曉莉,陳宏偉,司慶宗,周又和,劉斌,王記增. 華西口腔醫(yī)學雜志. 2013(01)
[4]Atomic force microscopy imaging and mechanical properties measurement of red blood cells and aggressive cancer cells[J]. LI Mi 1,2,5 , LIU LianQing 1 , XI Ning 1,3 , WANG YueChao 1 , DONG ZaiLi 1 , XIAO XiuBin 4 & ZHANG WeiJing 4 1 State Key Laboratory of Robotics, Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China; 2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3 Department of Mechanical and Biomedical Engineering, City University of Hong Kong, Hong Kong, China; 4 Department of Lymphoma, Affiliated Hospital of Military Medical Academy of Sciences, Beijing 100071, China; 5 State Key Laboratory of Drug Research, Shanghai Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201203, China. Science China(Life Sciences). 2012(11)
[5]搖椅形鎳鈦圓絲和方絲唇弓打開咬合前后下頜牙的三維變化[J]. 謝琳,陳磊,張麗娜,高慧,張君. 上?谇会t(yī)學. 2012(01)
[6]微植體支抗滑動法內(nèi)收上頜前牙的三維有限元研究[J]. 張翼,張磊,樊瑜波,宋錦璘,鄧鋒. 華西口腔醫(yī)學雜志. 2009(05)
[7]搖椅弓角度和弧形深度對牙根和牙周組織應力分布的影響[J]. 石勰,張端強,許潾于,鐘萍萍,嚴宏,陳日齊. 第四軍醫(yī)大學學報. 2009(02)
[8]采用四點還原法進行牙弓弓形繪制[J]. 潘曉崗,錢玉芬,翁思恩,馮齊平,于泉. 上?谇会t(yī)學. 2008(02)
[9]安氏II1治療前后牙弓形態(tài)的分析與比較——應用β函數(shù)模擬牙弓形態(tài)[J]. 朱吉坤,張苗苗. 臨床口腔醫(yī)學雜志. 2007(04)
[10]搖椅弓角度和弧形深度對牙齒垂直向受力的影響[J]. 石勰,張端強,許潾于,鐘萍萍,嚴宏,陳日齊. 實用口腔醫(yī)學雜志. 2007(02)
博士論文
[1]細胞力學建模及其力學特性的表征[D]. 譚又華.中國科學技術大學 2010
本文編號:3044630
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