在人類骨骼肌肉運動系統(tǒng)中,韌帶組織與骨組織通過一種被稱為附著點的特化的界面組織結(jié)構(gòu)進行連接。這種組織在兩種生理和生物力學性質(zhì)差異巨大的結(jié)構(gòu)中起到了關鍵的過渡作用。韌帶-骨界面通過力學強度的逐漸升高,減小了韌帶與骨之間的應力集中,從而實現(xiàn)了機械力的平滑傳導和對界面兩端組織的保護。然而,由于其在骨骼肌肉運動系統(tǒng)中的關鍵作用,在運動損傷以及退行性疾病中,韌帶-骨界面結(jié)構(gòu)經(jīng)常受累,而其高度特化的組織成分和相對脆弱的內(nèi)部結(jié)構(gòu),使其在損傷后難以通過臨床和組織工程手段進行修復。臨床上常用的韌帶移植重建方法(如自體韌帶或異體韌帶經(jīng)骨隧道固定重建)往往導致移植韌帶在骨隧道固定區(qū)域形成功能較差的瘢痕愈合,長期隨訪結(jié)果不良。而在組織工程領域,韌帶-骨界面支架的構(gòu)建也存在諸如細胞成分的異質(zhì)性、支架形態(tài)的靈活性以及制造難度高等諸多挑戰(zhàn)。生物打印是增材制造技術的一個分支,其具有“自下而上”的,與生物體生長方式類似的結(jié)構(gòu)構(gòu)建模式,從而實現(xiàn)對復雜精細的生物組織結(jié)構(gòu)的仿生制造。近年來,隨著生物打印技術的發(fā)展,已經(jīng)出現(xiàn)了諸如骨、軟骨及肌肉組織生物打印及體外培養(yǎng)等一系列組織工程學應用。然而,由于韌帶-骨界面組織的特殊性,生...

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
中英文縮略詞表
第1章 綜述
    1.1 韌帶-骨界面結(jié)構(gòu)與功能
    1.2 韌帶-骨界面的組織工程學研究進展
    1.3 應用于骨骼肌肉運動系統(tǒng)組織工程學的主流生物打印技術
    1.4 生物墨水及細胞來源
    1.5 韌帶-骨界面組織的生物打印潛力
    1.6 韌帶-骨界面結(jié)構(gòu)生物打印的臨床轉(zhuǎn)化
    1.7 小結(jié)與展望
第2章 微擠出式生物打印機的原理論證和設計建造
    2.1 理論設計與材料
        2.1.1 微擠出式生物打印機的基本原理分析
        2.1.2 材料
    2.2 實驗方法
        2.2.1 微擠出式生物打印機Bioprinter-1(BP-1)的設計和組裝
        2.2.2 生物打印軟件控制流程
    2.3 結(jié)果
        2.3.1 生物打印機的構(gòu)建
        2.3.2 CAD模型的建立
        2.3.3 模型的切片
        2.3.4 使用明膠-海藻酸鈉基準生物墨水的打印測試
        2.3.5 打印結(jié)構(gòu)的后處理
    2.4 討論與小結(jié)
第3章 明膠-海藻酸鈉-纖維素納米纖維生物墨水的配制、表征和可打印性驗證
    3.1 實驗儀器與材料
        3.1.1 實驗儀器
        3.1.2 主要試劑
    3.2 實驗方法
        3.2.1 生物墨水的配制
        3.2.2 流變學表征
        3.2.3 生物打印參數(shù)的優(yōu)化
        3.2.4 打印效果評價
        3.2.5 復雜定制結(jié)構(gòu)的打印驗證
        3.2.6 生物墨水中納米纖維結(jié)構(gòu)的表征
    3.3 實驗結(jié)果
        3.3.1 生物墨水的配制
        3.3.2 成膠溫度的測定
        3.3.3 流變學測定
        3.3.4 微絲形成效果及打印溫度測定
        3.3.5 可打印性評價
        3.3.6 三維成型效果
        3.3.7 復雜三維形態(tài)成型效果
        3.3.8 生物墨水中納米纖維結(jié)構(gòu)的表征
    3.4 討論與小結(jié)
第4章 韌帶-骨界面結(jié)構(gòu)主要細胞成分的生物打印和生物活性、生物功能性驗證
    4.1 實驗儀器與材料
        4.1.1 實驗儀器
        4.1.2 主要試劑
        4.1.3 細胞來源
        4.1.4 實驗動物
        4.1.5 主要溶液的配制
    4.2 實驗方法
        4.2.1 兔纖維軟骨細胞的分離,提取和體外擴增
        4.2.2 細胞成分與生物墨水的混合制備
        4.2.3 生物打印參數(shù)的制定
        4.2.4 打印后處理及孵化培育
        4.2.5 生物打印結(jié)構(gòu)的表征
        4.2.6 打印結(jié)構(gòu)的細胞活性檢測
        4.2.7 細胞代謝活性檢測
        4.2.8 組織學染色及免疫組化檢測
    4.3 實驗結(jié)果
        4.3.1 纖維軟骨細胞形態(tài)學觀察
        4.3.2 打印樣品的細胞活性和代謝能力檢測
        4.3.3 生物打印樣品的組織學及免疫組化檢測
        4.3.4 生物打印結(jié)構(gòu)的表征
    4.4 討論與小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
參考文獻
作者簡介及在學期間所取得的科研成果
致謝



本文編號：3772035