【摘要】：【目的】利用三維打印技術(shù)聯(lián)合真空冷凍干燥技術(shù)構(gòu)建同時(shí)具有良好生物相容性和力學(xué)性能的仿生脊髓支架;探究3D打印的膠原-殼聚糖支架在脊髓損傷后的修復(fù)作用。【材料和方法】1.脊髓仿生支架的制備:膠原-殼聚糖材料在低溫條件下進(jìn)行混合;取出一部分直接在真空冷凍機(jī)中冷凍干燥;另一部分復(fù)合物利用三維打印技術(shù)制成多孔結(jié)構(gòu)支架,-80℃低溫保存過夜,真空冷凍機(jī)干燥后得到3D打印的膠原-殼聚糖支架。觀察成型后的支架成絲和自身的孔徑等表觀特征;采用重量法測(cè)定支架孔隙率及吸水率;支架浸泡24h后,力學(xué)試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)支架的彈性模量。2.脊髓損傷模型的手術(shù)分組:選取成年雌性SD大鼠40只,體重250-300g,利用掛線法制備T8脊髓全橫斷損傷模型,待完全止血后,即刻植入膠原-殼聚糖支架。根據(jù)支架種類的不同分為4組:暴露脊髓后直接縫合肌肉皮膚空白對(duì)照組(sham)、無支架植入單純損傷組(SCI)、移植直接冷凍干燥支架組(SCI+S)、移植3D打印支架組(SCI+3D-S)。3.檢測(cè)脊髓仿生支架的修復(fù)作用:術(shù)后8周,采集各組大鼠脊髓的MRI和DTI數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)脊髓損傷后微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)的變化;術(shù)后8周,采集各組大鼠雙后肢的電生理活動(dòng);術(shù)后每周,采用雙盲法通過BBB評(píng)分和傾斜爬壁試驗(yàn)評(píng)價(jià)各組大鼠后肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù);取材后觀察脊髓大體修復(fù)情況;切片做HE染色、鍍銀染色及NF免疫熒光染色觀察支架修復(fù)損傷空洞及促進(jìn)神經(jīng)再生的效果。【結(jié)果】1.3D打印的仿生脊髓支架(3D-S)吸水率為804.65±16.3%、孔隙率為86.36±2.9%、彈性模量為26.68±1.89kPa;而直接冷凍干燥的支架(S)吸水率為1025.54±20.5%、孔隙率為64.74±1.5、彈性模量為14.38±1.36kPa。提示3D打印脊髓仿生支架具有良好的力學(xué)性能,更適合作為脊髓移植物。2.掛線法保證離斷脊髓的徹底性。離斷瞬間大鼠后肢劇烈抽搐后肌肉松弛無力,痛覺刺激后肢無回縮反應(yīng),提示全橫斷大鼠模型造模成功。3.術(shù)后8周,SCI+3D-S組大鼠的MRI和DTI檢測(cè)、電生理活動(dòng)、BBB評(píng)分和斜板實(shí)驗(yàn)結(jié)果均明顯優(yōu)于SCI組和SCI+S組。支架組的HE染色結(jié)果發(fā)現(xiàn)損傷后形成的空洞明顯少于單純損傷組的大鼠,鍍銀染色和NF免疫熒光結(jié)果發(fā)現(xiàn)支架組促進(jìn)脊髓損傷后的神經(jīng)再生,其中3D支架組最有利于脊髓損傷后大鼠神經(jīng)再生和修復(fù)。【結(jié)論】3D打印的多孔膠原-殼聚糖仿生支架改善脊髓微觀結(jié)構(gòu),填補(bǔ)脊髓損傷空洞并促進(jìn)神經(jīng)纖維及軸突再生及后肢感覺及運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù),是一種具有良好應(yīng)用前景的治療脊髓損傷的支架。
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R651.2
【圖文】：

圖 1 為膠原殼聚糖支架。A 為 3D 打印過程，B 為 3D 打印成型的膠原-殼聚糖支架，C 為 3D 打印機(jī)，D 為直接冷凍干燥的膠原-殼聚糖支架，E 為裁剪消毒后的兩種脊髓支架。1.2.2 物理及力學(xué)測(cè)定物理學(xué)測(cè)定：支架浸泡 PBS 后變軟，具有延展性，3D 打印仿生脊髓支架（3D-S）吸水率為 804.65±16.3%、孔隙率為 86.36±2.9%、彈性模量為 26.68±3.89kPa；而直接冷凍干燥的支架（S）吸水率為 1025.54±20.5%、孔隙率為64.74±1.5、彈性模量為 14.38±3.36kPa。力學(xué)測(cè)定：3D-S 支架壓縮位移為 10.26±0.46mm，壓縮應(yīng)力為 0.06±0.008MPa，彈性模量為 26.68±3.89kPa；S 支架壓縮位移為 9.89±0.85mm，壓縮應(yīng)力為 0.04±0.002MPa，彈性模量為 14.38±3.36kPa。

天津醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文 一、3D 打印技術(shù)制備脊髓仿生支架表 1：不同制備方法的支架的吸水率、孔隙率和彈性模量材料吸水率 孔隙率 彈性模量（%） （%） （kPa）冷凍干燥膠原-殼聚糖支架1025.54±20.5 64.74±1.5 14.38±3.353D 打印膠原-殼聚糖支架804.65±15.3 86.36±2.9 26.68±3.89

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本文編號(hào)：2715811