本文關(guān)鍵詞：多孔生物陶瓷支架的組織學(xué)性能和力學(xué)性能表征，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：較大尺寸的骨缺損不能自體愈合,往往在缺損處移植骨代替物以幫助骨愈合。針對這一難題,骨組織工程應(yīng)運(yùn)而生。目前,骨組織工程研究主要集中在三個(gè)方面：種子細(xì)胞、支架、生物反應(yīng)器。對于支架的探索又分為兩個(gè)方面：一是支撐和誘導(dǎo)骨組織生長的支架,即使用一種多孔結(jié)構(gòu)材料支架來充填缺損,這種支架具有骨傳導(dǎo)和骨誘導(dǎo)能力,能引發(fā)成骨細(xì)胞及該區(qū)域其他細(xì)胞長入并吸附在支架上；二是支架材料與細(xì)胞的相互作用,在具骨傳導(dǎo)性能的支架上成骨細(xì)胞遷移有助于骨組織長入和細(xì)胞外基質(zhì)形成,這對于骨缺損的愈合具有重要的功能。骨組織工程支架的基本要求包括：良好的生物相容性,三維貫通的孔隙結(jié)構(gòu),良好的材料／細(xì)胞界面,一定的生物降解性能,并且具有良好的力學(xué)性能。因此羥基磷灰石(HA)多孔生物陶瓷支架優(yōu)良的生物相容性決定了其發(fā)展的必然性。 實(shí)驗(yàn)對多孔羥基磷灰石顆粒堆積支架、泡沫浸漬法制備的多孔網(wǎng)狀羥基磷灰石支架和石蠟造孔劑造孔的羥基磷灰石支架進(jìn)行體式顯微鏡和SEM表征,從宏觀和微觀角度觀察支架的孔隙結(jié)構(gòu),對比其孔隙率和孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。然后選取多孔HA顆粒堆積支架在體內(nèi)構(gòu)建組織工程骨,再將構(gòu)建時(shí)間點(diǎn)不同的組織工程骨置于骨缺損部位進(jìn)行修復(fù)實(shí)驗(yàn)。通過組織學(xué)染色分析,觀察支架材料與組織的相互作用以及構(gòu)建的組織工程骨骨缺損的修復(fù)能力。同時(shí),我們改良了硬組織切片制備技術(shù),得到了較為理想的薄層組織學(xué)染色標(biāo)本。另外,骨的力學(xué)完整性得到恢復(fù)是判斷組織工程骨修復(fù)骨缺損是否成功的重要標(biāo)志。本文對構(gòu)建的組織工程骨以及組織工程骨原位修復(fù)的修復(fù)骨進(jìn)行了系統(tǒng)的力學(xué)性能表征。本實(shí)驗(yàn)獲得的主要結(jié)果如下： 1.三種HA支架均具有均勻的孔隙分布,較高的孔隙率,且力學(xué)性能良好。選用多孔HA顆粒堆積支架和致密HA顆粒堆積支架考察其在體內(nèi)構(gòu)建組織工程骨的情況。 2.針對傳統(tǒng)硬組織切片技術(shù)的缺陷,對超薄硬組織切片技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn),大大提高了超薄硬組織切片的完整性。傳統(tǒng)硬組織切片技術(shù)體內(nèi)構(gòu)建的組織工程骨標(biāo)本在切的很薄的情況無法保持其完整性,同時(shí)還存在染料吸附和容易脫片的缺陷。通過大量的探索和嘗試,我們隊(duì)超薄硬組織切片技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,克服了組織學(xué)檢測技術(shù)處理生物陶瓷材料時(shí)易于破壞組織和材料結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn),從根本上解決了標(biāo)本脫片及染色吸附的問題,從而保證超薄硬組織切片形態(tài)完整和后續(xù)組織學(xué)標(biāo)本染色層次清晰。 3.通過對腹腔和背肌內(nèi)構(gòu)建的組織工程骨組織學(xué)染色分析,證明了HA顆粒堆積支架在動物模型體內(nèi)具有良好的骨誘導(dǎo)性,有利于細(xì)胞粘附、組織的長入和血管化。材料在體內(nèi)構(gòu)建組織工程骨的能力與所處的生理環(huán)境和材料的孔隙結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。對修復(fù)骨的組織學(xué)染色顯示,組織工程骨的構(gòu)建時(shí)間與原位修復(fù)時(shí)間共同影響著骨修復(fù)能力。 4.通過對體內(nèi)構(gòu)建的組織工程骨抗壓強(qiáng)度測試表明,多孔顆粒堆積支架相較于致密顆粒堆積支架具有更高的抗壓強(qiáng)度,且其抗壓強(qiáng)度隨體內(nèi)構(gòu)建時(shí)間的延長而增加,6個(gè)月后抗壓強(qiáng)度達(dá)到自然松質(zhì)骨的92%左右。利用體內(nèi)構(gòu)建的組織工程骨對脛骨長段骨缺失進(jìn)行修復(fù),構(gòu)建6個(gè)月修復(fù)3個(gè)月(6M-3M)的修復(fù)骨標(biāo)本的抗彎強(qiáng)度達(dá)到正常骨的94%左右。 綜和以上結(jié)果,得出結(jié)論：多孔顆粒堆積支架的三維空間結(jié)構(gòu)利于細(xì)胞的粘附、組織的生長；組織學(xué)染色分析表明,支架孔隙結(jié)構(gòu)和所處的生物環(huán)境對組織工程骨的構(gòu)建有很大的影響,構(gòu)建時(shí)間與原位修復(fù)時(shí)間共同影響著骨修復(fù)能力：通過對硬組織切片技術(shù)的改良,制得了較為理想的HA支架材料類骨修復(fù)體硬組織切片標(biāo)本；影響修復(fù)骨力學(xué)性能的因素包括組織工程骨構(gòu)建時(shí)間,體內(nèi)原位修復(fù)的時(shí)間。研究發(fā)現(xiàn),隨體內(nèi)修復(fù)時(shí)間的延長,修復(fù)骨的抗彎強(qiáng)度能夠達(dá)接近正常骨的力學(xué)強(qiáng)度,力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與組織學(xué)分析相一致。
【關(guān)鍵詞】：羥基磷灰石 多孔支架 硬組織切片 組織工程骨 原位修復(fù)
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 第1章 緒論14-28
• 1.1 引言14
• 1.2 骨組織工程與多孔生物陶瓷支架14-20
• 1.2.1 生物陶瓷材料發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 骨組織工程對多孔生物陶瓷支架的性能要求16-17
• 1.2.3 多孔生物陶瓷支架的造孔方法17-20
• 1.3 體內(nèi)組織工程骨構(gòu)建的技術(shù)要求和表征方法20-22
• 1.3.1 構(gòu)建體內(nèi)組織工程骨的技術(shù)要求20-21
• 1.3.2 體內(nèi)組織工程骨的表征方法21-22
• 1.4 多孔生物陶瓷支架與組織的相互作用22-24
• 1.4.1 多孔生物陶瓷支架的理化性能對組織的影響22-23
• 1.4.2 組織對多孔生物陶瓷材料的影響23-24
• 1.5 組織學(xué)制備技術(shù)研究概況24-26
• 1.5.1 組織學(xué)切片的制備技術(shù)概況24
• 1.5.2 組織學(xué)染色技術(shù)簡介24-26
• 1.6 本論文的選題意義和研究內(nèi)容26-28
• 1.6.1 本論文的選題意義26-27
• 1.6.2 本論文的研究內(nèi)容27-28
• 第2章 多孔生物陶瓷支架的孔隙結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能28-37
• 2.1 引言28-29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器29-30
• 2.3 三種不同方法制備的羥基磷灰石(HA)支架的結(jié)構(gòu)表征30-33
• 2.3.1 表征方法30
• 2.3.2 多孔HA顆粒堆積支架的表征30-31
• 2.3.3 多孔網(wǎng)狀HA支架的表征31-32
• 2.3.4 造孔劑造孔的HA支架的表征32
• 2.3.5 三種HA支架的孔隙率表征32-33
• 2.4 三種不同方法制備的HA支架的力學(xué)性能33-36
• 2.4.1 表征方法33
• 2.4.2 多孔HA顆粒堆積支架的力學(xué)性能33-34
• 2.4.3 多孔網(wǎng)狀HA支架的力學(xué)性能34-35
• 2.4.4 造孔劑造孔的HA支架的力學(xué)性能35-36
• 2.5 分析討論36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第3章 針對顆粒堆積型多孔生物陶瓷的組織學(xué)技術(shù)優(yōu)化37-44
• 3.1 引言37-38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器38-39
• 3.3 多孔生物陶瓷硬組織切片的制備及技術(shù)改良流程39-43
• 3.3.1 HA類骨修復(fù)體標(biāo)本的制作過程39
• 3.3.2 多孔生物陶瓷硬組織切片制備及改良過程39-41
• 3.3.3 改良后多孔生物陶瓷硬組織切片的組織學(xué)檢測41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 HA顆粒堆積型多孔支架體內(nèi)構(gòu)建組織工程骨及骨缺損修復(fù)的組織學(xué)表征44-53
• 4.1 引言44-45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器45
• 4.3 體內(nèi)構(gòu)建組織工程骨及骨缺損修復(fù)45-52
• 4.3.1 體內(nèi)構(gòu)建組織工程骨45-50
• 4.3.2 組織工程骨修復(fù)骨缺損50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 HA顆粒堆積型支架體內(nèi)構(gòu)建組織工程骨及骨缺損修復(fù)的力學(xué)性能表征53-62
• 5.1 引言53-54
• 5.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器54
• 5.3 組織工程骨的力學(xué)性能表征方法54-56
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備54
• 5.3.2 體內(nèi)構(gòu)建組織工程骨的力學(xué)性能表征方法54-55
• 5.3.3 修復(fù)骨的力學(xué)性能表征方法55-56
• 5.4 樣品的力學(xué)性能評價(jià)56-61
• 5.4.1 體內(nèi)構(gòu)建組織工程骨的力學(xué)性能分析56-59
• 5.4.2 修復(fù)骨的力學(xué)性能分析59-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：461457