高強度低模量骨植入體的細胞微環(huán)境三維構(gòu)建及其骨修復(fù)性能研究
發(fā)布時間:2021-11-23 05:18
在骨科臨床上,由創(chuàng)傷、良惡性腫瘤、先后天畸形、院內(nèi)外感染等原因所造成的缺損十分常見。而植入材料在大段骨缺損修復(fù)體的骨整合是臨床骨科的難點和熱點。理想的骨修復(fù)材料應(yīng)具備良好的力學(xué)適配性、成骨活性、抗菌性能和功能性供血效果,以誘導(dǎo)成骨分化和血管再生,促進骨缺損修復(fù)。鈦及其合金植入材料具有優(yōu)異力學(xué)性能和可加工性能,但鈦合金植入物為惰性材料,缺乏生物活性位點,且彈性模量較高,導(dǎo)致骨整合效果不理想。因此,本研究構(gòu)建出低模量、高強度多孔鈦合金大段骨缺損修復(fù)支架,在支架內(nèi)構(gòu)建類細胞外基質(zhì)的三維微環(huán)境,調(diào)控成骨分化和血管生成,促進骨修復(fù),為新型大段骨缺損植入物的研發(fā)提供理論依據(jù)和實驗支撐。本研究基于3D(Three Dimensional)打印技術(shù)和功能化的表面改性方法構(gòu)建出具有良好骨整合效果的復(fù)合多孔鈦合金支架材料。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(一)3D打印多孔鈦合金支架的工藝優(yōu)化及生物安全性研究通過研究不同工藝制備的3D打印鈦合金材料的生物安全性,優(yōu)化3D打印技術(shù)參數(shù),構(gòu)建出精確可控的多孔鈦合金骨修復(fù)支架,并對其孔徑、孔隙率、力學(xué)性能進行綜合評價,同時對材料的顯微形貌、元素和物相組成等進行分析。研究結(jié)...
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:126 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
骨的橫截面圖
/膠原仿生復(fù)合體原纖維陣列,第四級別為五級別為人骨的單元,第六級別為松質(zhì)骨骨組織結(jié)構(gòu)[10, 13, 14]。要由骨細胞,骨祖細胞,成骨細胞和破織的主要細胞類型。骨祖細胞也即骨髓,如圖 1-3 所示[15]。Nguyen 等[16]結(jié)合骨脊柱疾病的治療。而成骨細胞主要來源,骨髓間質(zhì)干細胞分化為成骨細胞,骨osteoid)并將成骨細胞包裹[17, 18],當(dāng)類成熟為骨細胞[17, 19]。破骨細胞在骨重塑骨細胞在穩(wěn)態(tài)和應(yīng)激狀態(tài)下對造血祖細胞衡和宿主防御的一部分,可以選擇性地來。
圖 1-3 骨組織的細胞組成[15]Figure 1-3 The cells composition of bone tissue[15]的力學(xué)性能骨組織結(jié)構(gòu)分為松質(zhì)骨和密質(zhì)骨(如圖 1-4)[21]。密質(zhì)骨的骨板結(jié)合緊密律排列。松質(zhì)骨位于骨的深部,主要由骨小梁構(gòu)成。呈不規(guī)則的細桿狀或?qū)庸前迤叫信帕卸。骨的主要作用功能是抵抗人體運動時,骨所承受的荷(即外力,如拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)和復(fù)合應(yīng)力等)[22, 23]。骨相對松質(zhì)骨比較硬,密質(zhì)骨和松質(zhì)骨壓縮試驗的應(yīng)力應(yīng)變曲線見圖 1-現(xiàn),干燥骨脆性較高,而新鮮骨可承受應(yīng)變較大,其根本原因在于兩者有不同[22,24]。天然骨是由有機物和無機物構(gòu)成的復(fù)合材料,具有良好的力學(xué)要是膠原纖維為主,無機物主要是由羥基磷灰石為主。羥基磷灰石沿軸向 165GPa[24],膠原纖維的切向模量約為 1.24GPa~1.41GPa[25,26]。新鮮骨的
【參考文獻】:
期刊論文
[1]多聚甲醛固定對大鼠椎骨黏彈性影響的實驗研究[J]. 頡天陽,程朋真. 醫(yī)用生物力學(xué). 2017(04)
[2]3D打印多孔鈦支架微觀孔隙結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[J]. 馮辰棟,夏宇,李祥,王成燾. 醫(yī)用生物力學(xué). 2017(03)
[3]快速成型技術(shù)及其在骨組織工程中的應(yīng)用(英文)[J]. Bo YUAN,Sheng-yuan ZHOU,Xiong-sheng CHEN. Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology). 2017(04)
[4]Biodegradable mineralized collagen plug for the reconstruction of craniotomy burr‐holes:A report of three cases[J]. Zhiye Qiu,Yuqi Zhang,Ziqiang Zhang,Tianxi Song,Fuzhai Cui. Translational Neuroscience and Clinics. 2015(01)
[5]Orthopedic surgery and its complication in systemic lupus erythematosus[J]. Anselm Mak. World Journal of Orthopedics. 2014(01)
本文編號:3513208
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:126 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
骨的橫截面圖
/膠原仿生復(fù)合體原纖維陣列,第四級別為五級別為人骨的單元,第六級別為松質(zhì)骨骨組織結(jié)構(gòu)[10, 13, 14]。要由骨細胞,骨祖細胞,成骨細胞和破織的主要細胞類型。骨祖細胞也即骨髓,如圖 1-3 所示[15]。Nguyen 等[16]結(jié)合骨脊柱疾病的治療。而成骨細胞主要來源,骨髓間質(zhì)干細胞分化為成骨細胞,骨osteoid)并將成骨細胞包裹[17, 18],當(dāng)類成熟為骨細胞[17, 19]。破骨細胞在骨重塑骨細胞在穩(wěn)態(tài)和應(yīng)激狀態(tài)下對造血祖細胞衡和宿主防御的一部分,可以選擇性地來。
圖 1-3 骨組織的細胞組成[15]Figure 1-3 The cells composition of bone tissue[15]的力學(xué)性能骨組織結(jié)構(gòu)分為松質(zhì)骨和密質(zhì)骨(如圖 1-4)[21]。密質(zhì)骨的骨板結(jié)合緊密律排列。松質(zhì)骨位于骨的深部,主要由骨小梁構(gòu)成。呈不規(guī)則的細桿狀或?qū)庸前迤叫信帕卸。骨的主要作用功能是抵抗人體運動時,骨所承受的荷(即外力,如拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)和復(fù)合應(yīng)力等)[22, 23]。骨相對松質(zhì)骨比較硬,密質(zhì)骨和松質(zhì)骨壓縮試驗的應(yīng)力應(yīng)變曲線見圖 1-現(xiàn),干燥骨脆性較高,而新鮮骨可承受應(yīng)變較大,其根本原因在于兩者有不同[22,24]。天然骨是由有機物和無機物構(gòu)成的復(fù)合材料,具有良好的力學(xué)要是膠原纖維為主,無機物主要是由羥基磷灰石為主。羥基磷灰石沿軸向 165GPa[24],膠原纖維的切向模量約為 1.24GPa~1.41GPa[25,26]。新鮮骨的
【參考文獻】:
期刊論文
[1]多聚甲醛固定對大鼠椎骨黏彈性影響的實驗研究[J]. 頡天陽,程朋真. 醫(yī)用生物力學(xué). 2017(04)
[2]3D打印多孔鈦支架微觀孔隙結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[J]. 馮辰棟,夏宇,李祥,王成燾. 醫(yī)用生物力學(xué). 2017(03)
[3]快速成型技術(shù)及其在骨組織工程中的應(yīng)用(英文)[J]. Bo YUAN,Sheng-yuan ZHOU,Xiong-sheng CHEN. Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology). 2017(04)
[4]Biodegradable mineralized collagen plug for the reconstruction of craniotomy burr‐holes:A report of three cases[J]. Zhiye Qiu,Yuqi Zhang,Ziqiang Zhang,Tianxi Song,Fuzhai Cui. Translational Neuroscience and Clinics. 2015(01)
[5]Orthopedic surgery and its complication in systemic lupus erythematosus[J]. Anselm Mak. World Journal of Orthopedics. 2014(01)
本文編號:3513208
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