口腔颌面修复与正畸中材料与结构的关键生物力学问题研究
发布时间：2021-02-21 16:43
先进口腔疾病治疗手段的发现涉及材料学、生物学以及力学等多学科的交叉,其中力学往往起着主要作用。例如口腔颌面部可由于先天发育缺陷、肿瘤和外伤等造成组织缺损。颌面修复与正畸治疗需要具有良好生物相容性及抗菌性的支架材料,并涉及与颌面部耦合作用的力学结构。这些材料与结构的设计需要在微纳米尺度理解细胞与材料界面的相互作用,在宏观尺度研究大变形柔韧结构（如牙齿正畸矫治弓丝）与具有复杂生物结构且一直处于生长变化状态的颌面部组织的力学耦合。因而对口腔医学中存在的相关生物力学问题的研究通常都具有较大难度。本论文主要围绕颌面部修复与正畸中涉及的组织工程支架材料和正畸矫治装置的设计,通过利用固体力学、细胞生物学与纳米材料学等多领域理论与实验手段,研究了石墨烯纳米材料对细胞毒性作用的尺寸与浓度效应,并因此发现并制备了一种具有良好医学性能的新型支架材料;定量分析了牙齿正畸中矫治弓丝与颌面部组织间的相互作用规律,提出了实现前牙整体内收这一正畸治疗难题的方式;给出了计算机辅助生成个体化弓形的新技术,并编制了相关计算机软件,获得了软件著作权与相关专利权。本论文的具体创新性结果如下:（1）基于激光共聚焦显微镜与生物型原...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 生物材料
1.2 组织工程支架类型
1.2.1 多孔支架
1.2.2 纤维支架
1.3 组织工程支架要求
1.3.1 生物相容性和生物降解能力
1.3.2 力学性能
1.3.3 支架结构
1.4 石墨烯家族纳米材料
1.4.1 GFNs的细胞毒性
1.4.2 与生物学效应相关的材料特性
1.5 纳米颗粒的尺寸效应
1.6 口腔正畸学中的力学问题
1.6.1 人类牙弓弓形的研究进展
1.6.2 弹性材料及正畸力的产生
1.6.3 正畸矫治器的设计因素
1.6.4 连续性深覆（牙合） 矫治弓丝
1.7 前牙整体内收
1.8 研究意义
第二章 氧化石墨烯细胞毒性的尺寸效应研究
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 材料表征
2.2.2 生物学实验
2.2.3 力学表征
2.2.4 统计分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 三种尺寸GO的表征
2.3.2 CCK-8 分析GO细胞毒性
2.3.3 AFM测量细胞形态和细胞杨氏模量
2.3.4 细胞骨架染色观察及免疫荧光强度分析
2.4 结论
第三章 氧化石墨烯加强聚乳酸/聚氨酯组织工程支架的抗菌研究
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 PLA/PU/GO复合薄膜的合成
3.2.2 PLA/PU/GO复合纳米纤维的合成
3.2.3 材料表征
3.2.4 抗菌性能测试
3.2.5 生物相容性实验
3.3 结果与讨论
3.4 结论
第四章 摇椅弓滑动法整体内收上颌前牙的三维有限元研究
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 上颌牙列三维有限元模型的建立
4.2.2 摇椅弓模型的建立
4.2.3 三维有限元分析计算
4.3 结果
4.4 讨论
4.4.1 三维有限元建模问题
4.4.2 直丝弓滑动矫治技术及种植体支抗的位置
4.4.3 RCA应用于滑动法内收前牙
4.5 结论
第五章 牙弓弓形的函数模拟及矫治弓丝的力学数值计算
5.1 前言
5.2 方法
5.2.1 正常（牙合） 牙弓弓形的曲线模拟
5.2.2 正畸患者个体化弓形生成软件的开发
5.2.3 多用途弓的材料、弓形与力值的函数表达式的建立
5.2.4 多用途弓压低力值的计算
5.3 结果
5.4 讨论
5.5 结论
第六章 结束语
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
附录 A
附录 B
附录 C
附录 D
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of temperature and cellular interactions on the mechanics and morphology of human cancer cells investigated by atomic force microscopy[J]. LI Mi,LIU LianQing,XI Ning,WANG YueChao,XIAO XiuBin,ZHANG WeiJing. Science China（Life Sciences）. 2015(09)
[2]儿童和成人深覆颅颌形态的横断面研究[J]. 安晓莉,周洪,亢静. 华西口腔医学杂志. 2014(03)
[3]摇椅弓滑动法整体内收上颌前牙的三维有限元分析[J]. 安晓莉,陈宏伟,司庆宗,周又和,刘斌,王记增. 华西口腔医学杂志. 2013(01)
[4]Atomic force microscopy imaging and mechanical properties measurement of red blood cells and aggressive cancer cells[J]. LI Mi 1,2,5 , LIU LianQing 1 , XI Ning 1,3 , WANG YueChao 1 , DONG ZaiLi 1 , XIAO XiuBin 4 & ZHANG WeiJing 4 1 State Key Laboratory of Robotics, Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China; 2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3 Department of Mechanical and Biomedical Engineering, City University of Hong Kong, Hong Kong, China; 4 Department of Lymphoma, Affiliated Hospital of Military Medical Academy of Sciences, Beijing 100071, China; 5 State Key Laboratory of Drug Research, Shanghai Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201203, China. Science China（Life Sciences）. 2012(11)
[5]摇椅形镍钛圆丝和方丝唇弓打开咬合前后下颌牙的三维变化[J]. 谢琳,陈磊,张丽娜,高慧,张君. 上海口腔医学. 2012(01)
[6]微植体支抗滑动法内收上颌前牙的三维有限元研究[J]. 张翼,张磊,樊瑜波,宋锦璘,邓锋. 华西口腔医学杂志. 2009(05)
[7]摇椅弓角度和弧形深度对牙根和牙周组织应力分布的影响[J]. 石勰,张端强,许潾于,钟萍萍,严宏,陈日齐. 第四军医大学学报. 2009(02)
[8]采用四点还原法进行牙弓弓形绘制[J]. 潘晓岗,钱玉芬,翁思恩,冯齐平,于泉. 上海口腔医学. 2008(02)
[9]安氏II1治疗前后牙弓形态的分析与比较——应用β函数模拟牙弓形态[J]. 朱吉坤,张苗苗. 临床口腔医学杂志. 2007(04)
[10]摇椅弓角度和弧形深度对牙齿垂直向受力的影响[J]. 石勰,张端强,许潾于,钟萍萍,严宏,陈日齐. 实用口腔医学杂志. 2007(02)
博士论文
[1]细胞力学建模及其力学特性的表征[D]. 谭又华.中国科学技术大学 2010
本文编号：3044630
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 生物材料
1.2 组织工程支架类型
1.2.1 多孔支架
1.2.2 纤维支架
1.3 组织工程支架要求
1.3.1 生物相容性和生物降解能力
1.3.2 力学性能
1.3.3 支架结构
1.4 石墨烯家族纳米材料
1.4.1 GFNs的细胞毒性
1.4.2 与生物学效应相关的材料特性
1.5 纳米颗粒的尺寸效应
1.6 口腔正畸学中的力学问题
1.6.1 人类牙弓弓形的研究进展
1.6.2 弹性材料及正畸力的产生
1.6.3 正畸矫治器的设计因素
1.6.4 连续性深覆（牙合） 矫治弓丝
1.7 前牙整体内收
1.8 研究意义
第二章 氧化石墨烯细胞毒性的尺寸效应研究
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 材料表征
2.2.2 生物学实验
2.2.3 力学表征
2.2.4 统计分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 三种尺寸GO的表征
2.3.2 CCK-8 分析GO细胞毒性
2.3.3 AFM测量细胞形态和细胞杨氏模量
2.3.4 细胞骨架染色观察及免疫荧光强度分析
2.4 结论
第三章 氧化石墨烯加强聚乳酸/聚氨酯组织工程支架的抗菌研究
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 PLA/PU/GO复合薄膜的合成
3.2.2 PLA/PU/GO复合纳米纤维的合成
3.2.3 材料表征
3.2.4 抗菌性能测试
3.2.5 生物相容性实验
3.3 结果与讨论
3.4 结论
第四章 摇椅弓滑动法整体内收上颌前牙的三维有限元研究
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 上颌牙列三维有限元模型的建立
4.2.2 摇椅弓模型的建立
4.2.3 三维有限元分析计算
4.3 结果
4.4 讨论
4.4.1 三维有限元建模问题
4.4.2 直丝弓滑动矫治技术及种植体支抗的位置
4.4.3 RCA应用于滑动法内收前牙
4.5 结论
第五章 牙弓弓形的函数模拟及矫治弓丝的力学数值计算
5.1 前言
5.2 方法
5.2.1 正常（牙合） 牙弓弓形的曲线模拟
5.2.2 正畸患者个体化弓形生成软件的开发
5.2.3 多用途弓的材料、弓形与力值的函数表达式的建立
5.2.4 多用途弓压低力值的计算
5.3 结果
5.4 讨论
5.5 结论
第六章 结束语
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
附录 A
附录 B
附录 C
附录 D
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of temperature and cellular interactions on the mechanics and morphology of human cancer cells investigated by atomic force microscopy[J]. LI Mi,LIU LianQing,XI Ning,WANG YueChao,XIAO XiuBin,ZHANG WeiJing. Science China（Life Sciences）. 2015(09)
[2]儿童和成人深覆颅颌形态的横断面研究[J]. 安晓莉,周洪,亢静. 华西口腔医学杂志. 2014(03)
[3]摇椅弓滑动法整体内收上颌前牙的三维有限元分析[J]. 安晓莉,陈宏伟,司庆宗,周又和,刘斌,王记增. 华西口腔医学杂志. 2013(01)
[4]Atomic force microscopy imaging and mechanical properties measurement of red blood cells and aggressive cancer cells[J]. LI Mi 1,2,5 , LIU LianQing 1 , XI Ning 1,3 , WANG YueChao 1 , DONG ZaiLi 1 , XIAO XiuBin 4 & ZHANG WeiJing 4 1 State Key Laboratory of Robotics, Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China; 2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3 Department of Mechanical and Biomedical Engineering, City University of Hong Kong, Hong Kong, China; 4 Department of Lymphoma, Affiliated Hospital of Military Medical Academy of Sciences, Beijing 100071, China; 5 State Key Laboratory of Drug Research, Shanghai Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201203, China. Science China（Life Sciences）. 2012(11)
[5]摇椅形镍钛圆丝和方丝唇弓打开咬合前后下颌牙的三维变化[J]. 谢琳,陈磊,张丽娜,高慧,张君. 上海口腔医学. 2012(01)
[6]微植体支抗滑动法内收上颌前牙的三维有限元研究[J]. 张翼,张磊,樊瑜波,宋锦璘,邓锋. 华西口腔医学杂志. 2009(05)
[7]摇椅弓角度和弧形深度对牙根和牙周组织应力分布的影响[J]. 石勰,张端强,许潾于,钟萍萍,严宏,陈日齐. 第四军医大学学报. 2009(02)
[8]采用四点还原法进行牙弓弓形绘制[J]. 潘晓岗,钱玉芬,翁思恩,冯齐平,于泉. 上海口腔医学. 2008(02)
[9]安氏II1治疗前后牙弓形态的分析与比较——应用β函数模拟牙弓形态[J]. 朱吉坤,张苗苗. 临床口腔医学杂志. 2007(04)
[10]摇椅弓角度和弧形深度对牙齿垂直向受力的影响[J]. 石勰,张端强,许潾于,钟萍萍,严宏,陈日齐. 实用口腔医学杂志. 2007(02)
博士论文
[1]细胞力学建模及其力学特性的表征[D]. 谭又华.中国科学技术大学 2010
本文编号：3044630
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/yxlbs/3044630.html
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