成骨和成血管是骨再生修復(fù),尤其是大缺損修復(fù)過程中兩個(gè)重要的環(huán)節(jié)。構(gòu)建良好的多孔結(jié)構(gòu)支架微環(huán)境快速推進(jìn)成骨和成血管的過程,是骨缺損修復(fù)材料研究的重要方向,具有重要的科學(xué)意義和臨床價(jià)值。本研究通過磷酸鈣生物活性粉體原料的仿生制備和成型工藝參數(shù)的調(diào)控,突破3D打印磷酸鈣生物活性陶瓷材料的關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)高固相含量和低有機(jī)添加劑加入量的生物活性陶瓷漿料打印,獲得支架外形尺寸和內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的精確調(diào)控。精確控制支架內(nèi)部貫通孔尺寸,系統(tǒng)研究不同孔尺寸多孔支架對(duì)細(xì)胞成骨、成血管分化潛能,并結(jié)合動(dòng)物模型進(jìn)一步揭示其對(duì)不同類型骨缺損再生修復(fù)效果的影響規(guī)律,闡明其骨再生適配機(jī)制,為個(gè)性化生物活性陶瓷支架設(shè)計(jì)和新型骨再生修復(fù)材料研究提供重要的科學(xué)依據(jù)。(1)3D打印外形及內(nèi)部孔尺寸精確可控的磷酸鈣支架通過對(duì)打印粉體原料的仿生制備,得到具有高固相含量(50 vt%)、低有機(jī)添加劑(¹ wt%)的β-磷酸三鈣(β-TCP)生物活性陶瓷打印漿料。系統(tǒng)研究支架成型尺寸-打印參數(shù)-環(huán)境參數(shù)之間的關(guān)系,自主設(shè)計(jì)磷酸鈣支架成型的環(huán)境控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)成型-固化匹配性打印,突破3D Plotting對(duì)大尺寸、不...

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstracts
中英文縮略詞表
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 骨組織與骨修復(fù)生物材料
        1.2.1 骨組成與結(jié)構(gòu)
        1.2.2 骨組織再生與骨修復(fù)材料
    1.3 磷酸鈣生物活性陶瓷材料
        1.3.1 CaP生物活性陶瓷材料
        1.3.2 CaP生物陶瓷材料在骨修復(fù)治療中的應(yīng)用
    1.4 3D打印磷酸鈣陶瓷支架
        1.4.1 陶瓷材料的3D打印技術(shù)
        1.4.2 3D打印陶瓷支架的研究現(xiàn)狀
    1.5 多孔骨支架的研究
        1.5.1 多孔結(jié)構(gòu)的作用
        1.5.2 多孔骨支架的研究現(xiàn)狀
    1.6 課題研究意義與內(nèi)容
        1.6.1 研究目的與意義
        1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 外形及微結(jié)構(gòu)精確可控的磷酸鈣支架的研制及理化性能研究
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 儀器與試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
            2.2.2.1 打印原料β-TCP粉體的制備
            2.2.2.2 打印漿料的配制
            2.2.2.3 β-TCP支架的制備
            2.2.2.4 測(cè)試與表征
    2.3 結(jié)果
        2.3.1 β-TCP粉體表征
        2.3.2 β-TCP漿料表征
        2.3.3 3D打印β-TCP支架的表征
    2.4 討論
    2.5 本章小結(jié)
第三章 3D打印不同孔尺寸磷酸鈣支架對(duì)m MSCs成骨分化和HUVECs成血管分化的影響及作用機(jī)制研究
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
            3.2.2.1 支架制備與滅菌
            3.2.2.2 mMSCs細(xì)胞的培養(yǎng)與接種
            3.2.2.3 支架對(duì)mMSCs細(xì)胞成骨分化的影響
            3.2.2.4 HUVECs細(xì)胞的培養(yǎng)與接種
            3.2.2.5 支架對(duì)HUVECs細(xì)胞成血管分化的影響
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 3D打印不同孔尺寸β-TCP支架對(duì)mMSCs細(xì)胞行為的影響
            3.3.1.1 mMSCs細(xì)胞形貌與黏附
            3.3.1.2 mMSCs細(xì)胞增殖
            3.3.1.3 mMSCs細(xì)胞成骨分化
        3.3.2 3D打印不同孔尺寸β-TCP支架對(duì)HUVECs細(xì)胞行為的影響
            3.3.2.1 HUVECs細(xì)胞增殖
            3.3.2.2 HUVECs細(xì)胞成血管分化
    3.4 本章小結(jié)
第四章 3D打印不同孔尺寸磷酸鈣支架肌袋植入血管再生效果的研究
    4.1 引言
    4.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及場(chǎng)地
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
            4.2.3.1 手術(shù)方案的制訂
            4.2.3.2 支架肌袋植入實(shí)驗(yàn)
            4.2.3.3 術(shù)后取樣
            4.2.3.4 血管形成檢測(cè)
            4.2.3.5 統(tǒng)計(jì)分析
    4.3 結(jié)果
        4.3.1 兩周血管形成結(jié)果
            4.3.1.1 大體觀察結(jié)果
            4.3.1.2 HE染色結(jié)果
            4.3.1.3 免疫組化VEGF和 CD31 染色結(jié)果
        4.3.2 一個(gè)月血管形成結(jié)果
            4.3.2.1 大體觀察結(jié)果
            4.3.2.2 HE染色結(jié)果
            4.3.2.3 免疫組化VEGF和 CD31 染色結(jié)果
    4.4 討論
    4.5 本章小結(jié)
第五章 3D打印不同孔尺寸磷酸鈣支架長(zhǎng)骨缺損植入修復(fù)效果及機(jī)制的研究
    5.1 引言
    5.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及場(chǎng)地
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
            5.2.3.1 手術(shù)方案的制訂
            5.2.3.2 脛骨缺損植入實(shí)驗(yàn)
            5.2.3.3 術(shù)后取樣
            5.2.3.4 骨形成檢測(cè)分析
            5.2.3.5 血管形成檢測(cè)分析
            5.2.3.6 數(shù)據(jù)分析與處理
    5.3 結(jié)果
        5.3.1 骨再生修復(fù)效果
            5.3.1.1 大體觀察結(jié)果
            5.3.1.2 HE染色結(jié)果
            5.3.1.3 MASSON染色結(jié)果
        5.3.2 血管形成
            5.3.2.1 術(shù)后7 天組織切片染色結(jié)果
            5.3.2.2 術(shù)后14 天組織切片染色結(jié)果
            5.3.2.3 術(shù)后一個(gè)月組織切片染色結(jié)果
            5.3.2.4 術(shù)后早期體內(nèi)細(xì)胞VEGF蛋白表達(dá)結(jié)果
    5.4 機(jī)制研究與討論
    5.5 本章小結(jié)
第六章 3D打印不同孔尺寸磷酸鈣支架扁骨缺損植入修復(fù)效果及機(jī)制的研究
    6.1 引言
    6.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        6.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
            6.2.3.1 手術(shù)方案的制訂
            6.2.3.2 顱骨缺損植入實(shí)驗(yàn)
            6.2.3.3 術(shù)后取樣
            6.2.3.4 骨形成檢測(cè)分析
            6.2.3.5 血管形成檢測(cè)分析
            6.2.3.6 數(shù)據(jù)分析與處理
    6.3 結(jié)果
        6.3.1 骨再生修復(fù)效果
            6.3.1.1 大體觀察結(jié)果
            6.3.1.2 Micro-CT重建結(jié)果
            6.3.1.3 生物力學(xué)性能評(píng)價(jià)結(jié)果
            6.3.1.4 HE染色結(jié)果
            6.3.1.5 MASSON染色結(jié)果
        6.3.2 血管形成
            6.3.2.1 術(shù)后7 天組織切片染色結(jié)果
            6.3.2.2 術(shù)后14 天組織切片染色結(jié)果
            6.3.2.3 術(shù)后一個(gè)月組織切片染色結(jié)果
            6.3.2.4 術(shù)后早期體內(nèi)細(xì)胞VEGF蛋白表達(dá)結(jié)果
    6.4 機(jī)制研究與討論
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號(hào)：3768165