發(fā)布時間：2017-09-19 06:10

  本文關鍵詞：礦化膠原改性PMMA骨水泥研究

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【摘要】：聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)骨水泥是目前骨科臨床手術中普遍應用的一種骨粘合及填充材料,在經(jīng)皮椎體成形術(percutaneous vertebroplasty,PVP)的應用中,PMMA骨水泥已經(jīng)有近30年的臨床使用歷史,其安全性和即刻有效性已經(jīng)獲得大量理論證明和臨床實踐證實。然而,據(jù)報道PMMA骨水泥尚存在彈性模量過高和生物相容性不佳兩大不足,彈性模量過高會導致相鄰椎體骨折,磨損椎體終板,生物相容性不佳會引起骨水泥在椎體中松動、游離甚至脫出的不良后果。本研究將礦化膠原顆粒材料整合到目前臨床常用的椎體成形PMMA骨水泥中,對骨水泥進行了改性,并對改性結果進行了可操作性能、機械性能和體內(nèi)外生物學性能的評價。(1)探索研究了礦化膠原顆粒加入PMMA骨水泥的量,以及在骨水泥使用過程中各組分之間的混合方式,并對新型改性骨水泥的可操作性進行測試,包括可注射性、凝固最高溫度與凝固時間等;(2)對礦化膠原改性PMMA骨水泥進行了機械性能測試,篩選出礦化膠原顆粒的最優(yōu)添加比例;(3)通過體外細胞實驗測試改性PMMA骨水泥的生物相容性與骨誘導性,同時,通過動物實驗測試改性骨水泥的生物安全性和長期有效性;(4)通過基因芯片探索了礦化膠原誘導干細胞向成骨細胞分化的機理。最終,證明使用礦化膠原顆粒對椎體成形PMMA骨水泥進行改性對骨水泥的可操作性影響甚微,符合醫(yī)生在臨床行椎體成形術中的操作習慣;機械性能方面,在保持骨水泥固化體強度的同時顯著下調(diào)其彈性模量,降低了椎體成形術中填充材料的硬度,減少了相鄰椎體二次骨折的發(fā)生率;細胞實驗表明礦化膠原的添加能夠顯著改善PMMA骨水泥的細胞相容性,經(jīng)礦化膠原改性后的PMMA骨水泥在誘導人源骨髓間充質(zhì)干細胞向成骨分化方面有顯著提高;動物實驗方面,礦化膠原改性PMMA骨水泥在植入動物體內(nèi)一段時間以后,其表面的礦化膠原顆粒被逐漸降解吸收,同時引導新生骨組織長入礦化膠原降解后形成的孔隙結構中,形成穩(wěn)定的植入物-自體骨界面。
【關鍵詞】：PMMA骨水泥 礦化膠原 機械性能 成骨分化 骨整合能
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ325.7;R687;R318.08
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-31
• 1.1 研究意義10-11
• 1.2 骨組織工程11-18
• 1.2.1 骨組織工程發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 生物材料與干細胞12-15
• 1.2.3 骨缺損與骨植入材料15-18
• 1.3 礦化膠原材料18-23
• 1.3.1 骨的成分和結構18-19
• 1.3.2 礦化膠原的成分和結構19-21
• 1.3.3 礦化膠原的動物實驗評價21-22
• 1.3.4 礦化膠原的臨床效果22-23
• 1.4 骨水泥與PMMA骨水泥的改性23-29
• 1.4.1 骨水泥簡介23-28
• 1.4.2 PMMA骨水泥的改性28-29
• 1.5 選題依據(jù)29-30
• 1.6 研究目的、內(nèi)容及思路30-31
• 第2章 實驗裝置和實驗方法31-45
• 2.1 實驗裝置31-33
• 2.1.1 實驗材料31-32
• 2.1.2 實驗儀器32-33
• 2.2 礦化膠原材料制備與分析33-36
• 2.2.1 礦化膠原顆粒的制備及表征測試33-34
• 2.2.2 礦化膠原的機械性能測試34
• 2.2.3 礦化膠原成骨分化基因表達譜及相關生物學性能測試34-36
• 2.3 礦化膠原改性PMMA骨水泥材料制備與分析36-44
• 2.3.1 椎體成形PMMA骨水泥商品36-37
• 2.3.2 改性PMMA骨水泥的凝固時間和最高溫度測試37-38
• 2.3.3 改性PMMA骨水泥可操作性能測試38-39
• 2.3.4 改性PMMA骨水泥的機械性能測試39-41
• 2.3.5 改性PMMA骨水泥的其他基本物化特性測試41-42
• 2.3.6 改性PMMA骨水泥的生物學性能測試42-44
• 2.4 數(shù)據(jù)處理44-45
• 第3章 礦化膠原材料的性能分析45-51
• 3.1 礦化膠原理化性能分析45-48
• 3.1.1 礦化膠原材料的X射線衍射譜45
• 3.1.2 礦化膠原顆粒材料的表面形貌45-46
• 3.1.3 礦化膠原材料的表面化學性質(zhì)46-47
• 3.1.4 礦化膠原的機械性能分析47-48
• 3.2 礦化膠原的生物學性能和干細胞的基因表達譜分析48-50
• 3.2.1 細胞的粘附與增殖48-49
• 3.2.2 細胞的基因表達譜分析49-50
• 3.3 本章小結50-51
• 第4章 礦化膠原改性PMMA骨水泥的物化性能分析51-66
• 4.1 礦化膠原改性PMMA骨水泥的機械性能分析51-58
• 4.1.1 Osteopal V骨水泥的改性和最優(yōu)組篩選51-54
• 4.1.2 Mendec Spine骨水泥的改性和最優(yōu)組篩選54-56
• 4.1.3 SpinePlex骨水泥的改性和最優(yōu)組篩選56-58
• 4.2 礦化膠原改性PMMA骨水泥的凝固時間和最高溫度分析58-60
• 4.3 礦化膠原改性PMMA骨水泥的操作特性分析60-61
• 4.4 礦化膠原改性PMMA骨水泥的其他基本物化特性分析61-64
• 4.4.1 改性PMMA骨水泥的表面形貌61-63
• 4.4.2 改性PMMA骨水泥的X射線衍射譜63-64
• 4.4.3 改性PMMA骨水泥的親疏水性64
• 4.5 本章小結64-66
• 第5章 礦化膠原改性PMMA骨水泥的生物學性能分析66-72
• 5.1 礦化膠原改性PMMA骨水泥的生物學性能66-69
• 5.1.1 改性PMMA骨水泥的對細胞的粘附及增殖影響66-67
• 5.1.2 改性PMMA骨水泥的骨誘導性67-69
• 5.2 礦化膠原改性PMMA骨水泥的動物體內(nèi)植入實驗評價69-70
• 5.3 本章小結70-72
• 第6章 結論72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-79
• 個人簡歷79-80
• 在學期間研究成果80

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本文編號：879945