本文選題：骨關(guān)節(jié)炎 + 關(guān)節(jié)軟骨��； 參考：《南京航空航天大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：膠原蛋白(Collagen)和蛋白多糖(PG)是關(guān)節(jié)軟骨(AC)內(nèi)除水外含量最多的兩種成分,占關(guān)節(jié)軟骨干重的90%以上。兩者的有機(jī)組合保持了關(guān)節(jié)軟骨中水的含量與滑液的離子交換,保證了關(guān)節(jié)軟骨的彈性、耐壓性和持久性等機(jī)能,其含量及結(jié)構(gòu)的變化也被認(rèn)為是早期骨關(guān)節(jié)炎(OA)的主要表現(xiàn)。傅里葉變換紅外光譜顯微成像技術(shù)(FTIRI)可以在高分辨率下獲得樣品的組成和結(jié)構(gòu)信息,已開始深入應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究領(lǐng)域,國內(nèi)外也有利用FTIRI結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對膠原(蛋白)纖維和蛋白多糖含量及結(jié)構(gòu)(各向異性)研究和關(guān)節(jié)軟骨病變識(shí)別的報(bào)道。衰減全反射技術(shù)(ATR)是近20年FTIR技術(shù)中較新采用的測量方法,具有樣品處理方法簡單,不破壞樣品,可直接用于測定含水樣品等優(yōu)點(diǎn)。而采用紅外波導(dǎo)傳感器技術(shù)通過插入活檢針或?qū)Ч艿姆椒ㄟM(jìn)行在線和實(shí)時(shí)測量,以實(shí)現(xiàn)可視信息和紅外光譜數(shù)據(jù)結(jié)合在一起用于微創(chuàng)醫(yī)學(xué)(內(nèi)窺鏡)和開放手術(shù),進(jìn)而獲得更豐富的組織信息的理念和技術(shù)恰是21世紀(jì)兩種極具吸引力的理念和手術(shù)技術(shù)。通過對上述研究報(bào)道分析總結(jié),為使紅外光譜技術(shù)能夠更好的應(yīng)用于關(guān)節(jié)炎及關(guān)節(jié)軟骨的研究,本文基于紅外光譜技術(shù)對關(guān)節(jié)軟骨主成分含量和結(jié)構(gòu)的表征及在體檢測方法進(jìn)行了探究,并獲得了具有一定創(chuàng)新性的成果。首先,本文對多組軟骨切片進(jìn)行FTIRI成像及紅外光譜分析,采用特征峰強(qiáng)度積分法和二次求導(dǎo)方法分別對兩種主成分的特征帶(Amide I,II,III and Sugar)進(jìn)行表征和定性分析,給出兩種主成分或特征基團(tuán)含量隨軟骨深度的變化關(guān)系;再使用主成分回歸方法定量計(jì)算兩種主成分的濃度,將以上定性和定量計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性研究。結(jié)果顯示Amide I和Amide II特征峰的積分強(qiáng)度和膠原蛋白濃度的相關(guān)性最高,適合用于定性表達(dá)膠原蛋白的含量及其隨深度的變化;二次求導(dǎo)后Sugar帶強(qiáng)度與蛋白多糖濃度的相關(guān)性最高,適于定性表達(dá)蛋白多糖的含量及其隨深度的變化。Amide III帶積分和二次求導(dǎo)強(qiáng)度既不適合表征膠原蛋白也不適合表征PG的含量。其次,基于上述結(jié)論,進(jìn)一步將FTIRI與偏光技術(shù)相結(jié)合研究關(guān)節(jié)軟骨經(jīng)福爾馬林溶液浸泡后,軟骨內(nèi)膠原(蛋白)纖維的特征吸收峰(Amide I,Amide II帶)的吸光度隨浸泡時(shí)間及偏光角度的變化,探究常用于固化軟骨組織樣本的福爾馬林溶液對軟骨組織結(jié)構(gòu)即膠原(蛋白)纖維各向異性的影響,并利用與各向異性擬合得到的決定系數(shù)(R2)對膠原(蛋白)纖維各向異性程度進(jìn)行定量分析。研究發(fā)現(xiàn),關(guān)節(jié)軟骨Amide I和Amide II帶的各向異性隨著浸泡浸泡時(shí)間的增長而愈加明顯(Amide I帶變化尤為明顯),說明福爾馬林溶液中甲醛分子誘發(fā)了膠原蛋白分子新的交聯(lián),最終獲得較好的固化效果,有利于關(guān)節(jié)軟骨的各向異性(結(jié)構(gòu))分析。最后,除了開展對關(guān)節(jié)軟骨主成分含量表征及結(jié)構(gòu)分析方法研究,還進(jìn)行了紅外光譜學(xué)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)研究和開發(fā),即基于FTIR、ATR和中紅外光纖技術(shù)設(shè)計(jì)了一種操作靈活、方便,適于原位檢測的中紅外空心光纖ATR探頭測量裝置,包括靈活且便于操作的中紅外空心光纖ATR耦合探頭以及其與FTIR光譜儀相耦合的光路耦合裝置。光譜儀通過利用該光纖ATR探頭測量裝置可以實(shí)現(xiàn)包括關(guān)節(jié)軟骨在內(nèi)的生物組織的靈活快速的紅外光譜測量,極大地拓展了ATR光譜測量技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。綜上所述,本文為關(guān)節(jié)軟骨和關(guān)節(jié)炎的早期研究提供了一種更加快捷實(shí)用的主成分含量和結(jié)構(gòu)表征方法及原位光譜測量手段。這兩種技術(shù)的聯(lián)用有潛力成為一種新型骨關(guān)節(jié)炎和關(guān)節(jié)軟骨的研究和診斷工具,有利于早期骨關(guān)節(jié)炎的判斷和修復(fù)檢測,同時(shí)也適用于其它疾病的監(jiān)測和診斷。
[Abstract]:In this paper , the content and structure of cartilage in articular cartilage were measured by FT - IR technique . The infrared spectroscopy is applied in biomedical field , which is based on FTIR , ATR and mid - infrared optical fiber . It is a kind of mid - infrared hollow fiber ATR probe measuring device which is flexible and convenient to operate . It includes the flexible and convenient operation of the mid - infrared hollow fiber ATR coupling probe and the optical path coupling device coupled with FTIR spectrometer .

【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R684;O657.33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1820524