本文關(guān)鍵詞：OCT技術(shù)用于三維打印水凝膠支架在線評價研究

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【摘要】：組織工程學結(jié)合工程學和生物科學的原理可以提供能修復、維持并改善自體組織功能的醫(yī)用替代品。組織工程的一個關(guān)鍵要素是三維多孔支架，它作為細胞粘附和增殖的載體，可以促進新生組織的形成。近幾年，結(jié)合水凝膠和快速成型技術(shù)優(yōu)勢開發(fā)組織功能支架已成為一種研究的熱點。因為一方面水凝膠良好的生物相容性、可降解性和親水性的特性使其已成為軟組織再生良好材料，其應(yīng)用于組織工程支架制備使得細胞封裝成為可能，從而大大提高了制造結(jié)構(gòu)的細胞接種效率。另一方面快速成型技術(shù)已成為制造用于細胞接種或細胞封裝的生物支架良好工具，尤其是新興的生物三維打印技術(shù)�；谏锶S打印技術(shù)可以很方便的按照預先確定的尺寸和孔隙率設(shè)計出完全連通的三維結(jié)構(gòu)。盡管水凝膠和生物三維打印技術(shù)具備成型支架的種種優(yōu)點，實際上水凝膠材料在機械性能上的缺陷使得制備與設(shè)計結(jié)構(gòu)一樣的支架非常困難，而支架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征會直接影響細胞的遷移、增殖等行為從而最終影響待工程化組織或器官的功能。因此，對生物三維打印的水凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行在體評價和定量表征十分必要的，但是水凝膠高含水的特性產(chǎn)生的光散射性，對打印好的三維水凝膠支架內(nèi)部的觀測和評價非常困難。 本課題基于上述背景，利用生物三維打印技術(shù)制備了幾種代表性三維結(jié)構(gòu)水凝膠支架，并利用實驗室自制的掃頻光學相干層析成像系統(tǒng)對制備的明膠/海藻酸鈉衍生水凝膠支架進行了無菌在體評價，給出水凝膠支架內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維高分辨圖像顯示，，成像范圍為5mm×5mm×5mm，成像分辨率為12um×12um×10um（X×Y×Z），采集一幅三維高分辨OCT圖像的時間為5.25s�；诓杉母叻直嫒SOCT圖像，通過體繪制三維重建、二維XY平面信息提取、濾波、圖像增強、圖像分割、圖像形態(tài)學操作及三維標記等自動圖像處理和分析算法定量分析了支架的孔徑（PS）、孔隙率（VP）和孔連通性（PC），以及孔隙大小和支柱大小的分布情況。 研究結(jié)果表明，OCT技術(shù)可用于實時、無損傷、非侵入式地監(jiān)測組織工程支架，結(jié)合后續(xù)的圖像處理及分析可對制備的支架進行定性和定量評價。三維圖像采集和分析有助于三維多孔支架設(shè)計的優(yōu)化和細化，形態(tài)參數(shù)的定量分析幫助理解三維打印條件對支架參數(shù)的影響，反饋控制制造的3D支架的尺寸精確性。
【關(guān)鍵詞】：組織工程支架 生物三維打印 水凝膠 光學相干層析成像 定量表征
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 組織工程支架制造技術(shù)10-17
• 1.1.1 傳統(tǒng)的多孔支架制備技術(shù)10-13
• 1.1.2 快速成型技術(shù)13-17
• 1.1.2.1 激光成型技術(shù)13-15
• 1.1.2.2 連續(xù)擠出成型技術(shù)15-16
• 1.1.2.3 噴射成型技術(shù)16-17
• 1.2 組織工程支架的表征技術(shù)17-22
• 1.2.1 傳統(tǒng)的表征技術(shù)17-18
• 1.2.2 基于成像的表征技術(shù)18-22
• 1.2.2.1 超聲18-19
• 1.2.2.2 光聲顯微成像19
• 1.2.2.3 磁共振成像19-20
• 1.2.2.4 X 射線成像20
• 1.2.2.5 核醫(yī)學成像20
• 1.2.2.6 光學成像20-22
• 1.3 研究的主要內(nèi)容和意義22-23
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容22
• 1.3.2 課題的研究意義22-23
• 第2章 三維水凝膠支架的設(shè)計與制備23-30
• 2.1 多孔水凝膠支架的設(shè)計23-25
• 2.2 多孔水凝膠支架的制備25-30
• 2.2.1 三維打印技術(shù)25-27
• 2.2.2 實驗方法與材料27-30
• 2.2.2.1 材料的選擇27
• 2.2.2.2 實驗方法27-30
• 第3章 三維打印水凝膠支架的 OCT 圖像采集30-38
• 3.1 OCT 成像技術(shù)30-32
• 3.2 樣品成像32-38
• 第4章 OCT 圖像處理與支架結(jié)構(gòu)的定量分析38-48
• 4.1 圖像處理38-45
• 4.2 支架形態(tài)學參數(shù)的定量分析45-48
• 第5章 結(jié)果與討論48-58
• 5.1 水凝膠支架的制備和 OCT 成像結(jié)果48-51
• 5.2 多孔支架的復雜內(nèi)部流道網(wǎng)絡(luò)51-52
• 5.3 孔徑大小及其分布和支柱大小及其分布52-55
• 5.3.1 孔徑大小及其分布52-54
• 5.3.2 支柱大小及其分布54-55
• 5.4 VP 和 PC 的量化55-58
• 第6章 結(jié)論與展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-65
• 附錄65

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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本文編號：610842