【摘要】：激光三維打印技術(shù)的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了材料學(xué)的發(fā)展。為了改善鈦種植體的骨結(jié)合能力,解決其彈性模量過(guò)大的問(wèn)題,一些學(xué)者根據(jù)骨組織工程中的仿生概念提出類骨小梁的3D多孔材料,并通過(guò)大量體內(nèi)實(shí)驗(yàn)和體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其良好的成骨效應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)小組認(rèn)為在之前研究的基礎(chǔ)上仍有幾個(gè)重要問(wèn)題沒(méi)有解決。一是相對(duì)于實(shí)心種植體-骨界面的骨結(jié)合,骨組織長(zhǎng)入多孔結(jié)構(gòu)后是否能提高種植體-骨界面骨結(jié)合的強(qiáng)度?第二,理想的孔隙結(jié)構(gòu)特性仍未確定。第三,之前的研究已經(jīng)表明多孔種植體可以提高種植體的穩(wěn)定性,然而多孔植體是否能在短期內(nèi)達(dá)到足夠的穩(wěn)定性仍不清楚。為解決以上問(wèn)題,本實(shí)驗(yàn)小組用激光三維打印技術(shù)制作了三種不同孔隙率(65%、75%、85%,對(duì)應(yīng)的孔徑大小分別是200、350、500μm)的類骨小梁多孔種植體和一組實(shí)心鈦種植體作為對(duì)照組,在體外完成micro-CT掃描和掃描電鏡觀察進(jìn)行多孔結(jié)構(gòu)特性分析,并進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試,然后將種植體植入新西蘭兔股骨,通過(guò)硬組織切片染色和壓出實(shí)驗(yàn)研究類骨小梁多孔種植體的成骨效應(yīng)。多孔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析和力學(xué)測(cè)試表明本實(shí)驗(yàn)采用的多孔種植體與天然骨小梁結(jié)構(gòu)類似,彈性模量接近天然松質(zhì)骨。亞甲基藍(lán)-酸性品紅染色結(jié)果顯示多孔種植體周圍的新骨量明顯多于對(duì)照組,且隨著時(shí)間增加骨長(zhǎng)入孔隙內(nèi)的深度也增加,其中孔隙率75%和85%的種植體成骨效果最好。壓出實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示以上兩組種植體壓出力較大。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們回答了以上幾個(gè)問(wèn)題并得出以下結(jié)論:(1)與實(shí)心種植體相比,多孔種植體具有更良好的引導(dǎo)骨長(zhǎng)入性能和骨結(jié)合性能,種植體-骨界面的結(jié)合強(qiáng)度可以增大約3倍;(2)類骨小梁多孔種植體利于骨長(zhǎng)入的理想多孔結(jié)構(gòu)是:孔隙率75%和85%(孔徑350、500μm);(3)多孔種植體可引導(dǎo)快速的骨結(jié)合,并在短期獲得生物學(xué)穩(wěn)定性,本實(shí)驗(yàn)中的結(jié)果是2周。
[Abstract]:The appearance of laser three-dimensional printing technology has greatly promoted the development of materials science. In order to improve the bone-binding ability of titanium implants and solve the problem of excessive elastic modulus, some scholars have proposed 3D porous materials of bone-like trabeculae based on the biomimetic concept in bone tissue engineering. The good osteogenic effect was verified by a large number of experiments in vivo and in vitro. The team believes that several important issues remain unresolved on the basis of previous studies. First, compared with the osseointegration of solid implant-bone interface, can bone tissue grow into porous structure to improve the strength of osseointegration between implant-bone interface? Second, the ideal pore structure characteristics are still uncertain. Third, previous studies have shown that porous implants can improve the stability of the implant, but it is not clear whether the porous implant can achieve sufficient stability in the short term. In order to solve the above problems, three kinds of porous bone trabecular implants with different porosity (6575 and 85, corresponding pore size of 200350500 渭 m) and a group of solid titanium implants were made by using laser three-dimensional printing technique as control group. In vitro micro-CT scanning and scanning electron microscopy were performed to analyze the porous structure and mechanical properties were tested. Then the implants were implanted into the femur of New Zealand rabbits. The osteogenic effect of osseous trabecular porous implants was studied by hard tissue section staining and compression. The analysis of porous structures and mechanical tests show that the porous implants used in this experiment are similar to natural bone trabeculae and the elastic modulus is close to that of natural cancellous bone. The results of methylene blue and acid fuchsin staining showed that the amount of new bone around the porous implants was significantly higher than that in the control group, and the depth of bone length into the pores increased with time. The implant with 75% porosity and 85% porosity had the best osteogenic effect. The results of extrusion experiment showed that the two groups of implants had greater compressive force. According to the results of this experiment, we answered the above questions and reached the following conclusions: (1) compared with solid implants, porous implants have better performance in guiding bone growth and bone bonding. The bonding strength of implant-bone interface can be increased by about three times. (2) the ideal porous structure of trabecular porous implants is that the porosity of 75% and 85% (pore diameter 350500 渭 m); (3) of porous implants can lead to rapid bone binding. Biological stability was obtained in a short period of time, and the results in this experiment were 2 weeks.
【學(xué)位授予單位】：重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R783.6

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本文編號(hào)：2249026