【摘要】：碳纖維增強(qiáng)型聚醚醚酮(carbon fiber reinforced polyether ketone,CFR-PEEK)是一種改良的增強(qiáng)型植入材料,相比聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)擁有更加優(yōu)越的生物機(jī)械力學(xué)性能,尤其是其具備與人體骨質(zhì)非常近似的楊氏模量,迅速成為一種非常具有潛力的骨科替代材料~([1])。顳下頜關(guān)節(jié)(temporal-mandibular joint,TMJ)運(yùn)動(dòng)非�；钴S,其運(yùn)動(dòng)及各種作用不可或缺~([2])。顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病(temporomandibular disorders,TMD)病因復(fù)雜,后果嚴(yán)重,對(duì)生活質(zhì)量的影響不可估量。TMJ的置換及重建是一個(gè)不易解決的難題,長(zhǎng)久以來困擾著頜面外科醫(yī)生~([3])。關(guān)節(jié)類替代材料植入活體需要特殊的性能:優(yōu)良的生物學(xué)性能(相容性及安全性);足夠高的機(jī)械性能和抗疲勞強(qiáng)度;與人類骨質(zhì)近似的楊氏模量;生物惰性和良好的生物表面改性能力。本文針對(duì)CFR-PEEK假體重建TMJ的可行性和效果展開研究。為了評(píng)價(jià)CFR-PEEK假體重建TMJ的可行性,本論文通過CFR-PEEK設(shè)計(jì)做出TMJ關(guān)節(jié)假體,通過一系列生物學(xué)實(shí)驗(yàn)來闡明其運(yùn)用于動(dòng)物體內(nèi)的生物學(xué)性能。小鼠的成骨細(xì)胞前體MC3T3-E1細(xì)胞被用作研究CFR-PEEK材料對(duì)MC3T3-E1細(xì)胞體外細(xì)胞反應(yīng)的細(xì)胞毒性和堿性磷酸酶(ALP)活性,結(jié)果表明CFR-PEEK材料在一定程度上具有生物安全性并可用作關(guān)節(jié)置換和植入動(dòng)物體內(nèi)。將CFR-PEEK關(guān)節(jié)假體運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi),連續(xù)3個(gè)月的觀察評(píng)估來闡明其重建TMJ的效果。十三只健康的日本大耳朵白兔被隨機(jī)分成三組:(1)實(shí)驗(yàn)組A,(2)實(shí)驗(yàn)組B,(3)正常組C。A組給予切掉右TMJ功能突,構(gòu)建功能突缺損模型,同時(shí)植進(jìn)CFR-PEEK假體進(jìn)行重建修復(fù);B組給予切掉右TMJ功能突,構(gòu)建功能突缺損模型,不進(jìn)行植入;C組不做任何處理。隨后的13周中,我們進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究,如測(cè)量實(shí)驗(yàn)兔子的13周體質(zhì)量變化、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)成像檢查、核磁共振成像(MRI)檢查、微型計(jì)算機(jī)斷層掃描(Micro-CT)檢查、組織學(xué)和組織形態(tài)學(xué)分析等等。兔的13周體重監(jiān)測(cè),與B組相對(duì)照,A組兔體重增加(P0.05);與正常組相比,A組兔體重?zé)o明顯變化(P0.05)。A組和C組兔體重保持持續(xù)增加,B組兔體重增加遲緩,甚至出現(xiàn)停滯或者倒退。CT、MRI、CBCT成像和CT造影結(jié)果:可見置換的CFR-PEEK假體修復(fù)效果良好,取代切除的功能突發(fā)揮功能。Micro-CT檢測(cè)結(jié)果顯示植入CFR-PEEK關(guān)節(jié)假體3月后,A組人工假體鄰近骨組織部分有吸收,存在骨質(zhì)疏松等現(xiàn)象;B組周圍骨組織增生并生長(zhǎng)出新的髁狀突,但與正常的關(guān)節(jié)突存在很大的差異,存在關(guān)節(jié)黏連強(qiáng)直的癥狀,并不能發(fā)揮功能。在實(shí)驗(yàn)中我們獲取了實(shí)驗(yàn)兔子的內(nèi)臟和植入關(guān)節(jié),進(jìn)行了組織學(xué)和組織形態(tài)學(xué)分析,實(shí)驗(yàn)組兔子未出現(xiàn)全身毒性反應(yīng),心臟、肝臟、胰腺、脾臟、腎臟及肺部與正常組相比無明顯差異;A組植入假體與下頜骨相鄰組織形成良好愈合,局部應(yīng)力區(qū)有骨吸收,無直接炎癥反應(yīng)。B組在切掉右TMJ功能突后形成假性愈合與周圍骨組織粘連,明顯關(guān)節(jié)強(qiáng)直。結(jié)果表明CFR-PEEK作為TMJ植入假體擁有優(yōu)秀的生物學(xué)性能,安全性和活性良好,能夠植入活體內(nèi)。植入CFR-PEEK假體后與下頜骨相鄰組織愈合良好,且穩(wěn)定無松脫,可以取代缺損功能突。與B組相比,植入CFR-PEEK假體的兔子能夠有效的修復(fù)TMJ缺損,使咀嚼功能恢復(fù)。我們的研究結(jié)果表明,CFR-PEEK非常適合作為關(guān)節(jié)假體使用的材料,具有出色的生物力學(xué)性能�？傊�,CFR-PEEK有望成為重建TMJ的理想材料。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R782.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2696015