个性化人工胸骨复合材料的制备与研究

发布时间：2018-03-09 11:55

本文选题：人工胸壁　切入点：胸壁重建　出处：《第二军医大学》2012年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：研究背景：胸骨是位于胸前壁正中的扁骨，形似短剑，分柄、体、剑突三部。胸骨两侧与肋骨相连接，构成胸廓，对保护纵膈及胸腔内脏器起作重要作用。如果胸骨发生病变，如：先天畸形、发育不良，难治性胸骨骨髓炎，外伤性胸骨粉碎性骨折，原发性、继发性胸骨肿瘤时，传统的内科保守治疗，治疗效果不理想，预后不良，存在着较多的问题和并发症，研究发现经手术治疗的患者取得了显著的疗效。人工材料对于胸廓的骨性支持较好，因此许多人工材料被尝试应用于胸壁重建，但到目前为止还没有发现一种十分理想的材料。目前临床上使用的材料还存在各种问题：与组织结合能力差，难与组织有机结合，后期常可松动、移位、活动甚至脱出；长期植入后易导致血肿、瘘管、疼痛血管破坏及引发感染等并发症。新型生物复合材料的出现，为人工材料的选择，提供了更广阔的范围,它比传统的材料具有更好的相容性、合适的降解速度、良好的塑形性。组织工程技术的临床应用在包括骨、软骨、皮肤等多种组织的再生已经取得了良好的效果。通过可行的方法和技术，将这两方面结合起来，获得一种全新的人工材料和修复方法，并对该材料和方法作为胸骨损伤修复的可行性进行一系列的研究。研究目的一、对备选的人工材料进行筛选，选择满足理化性质、组织相容性良好，通过新型材料复合技术制备出个性化的修复材料；二、对所制备材料的生物安全性和组织相容性进行评价，为临床运用提供实验依据；三、运用组织工程学的原理与技术，通过观察骨髓间充质干细胞与修复材料共同培养的情况，探讨个性化修复材料用于胸骨修复的可行性。研究内容与方法一、个性化人工胸骨材料的设计、选材与制备通过细致的调查对比，选择聚己内酯（PCL）作为胸骨修复材料的基体材料，天然骨粉作为营养材料，通过熔融共混技术制备成个性化多孔结构的支架材料，材料必须达到能够稳定胸廓的机械强度，并能为组织的修复提供一定的原料与养分。二、个性化人工胸骨材料的生物学评价按照医疗器械生物学评价标准ISO10993-1998和GB/T16886-2003标准和要求，对新型生物复合材料进行生物安全性和组织相容性进行试验研究，包括细胞毒性试验、急性全身毒性试验、溶血试验、热源试验。目的在于确定该材料是否具有临床运用的可行性。三、组织工程化人工胸骨的初步研究将犬的骨髓间充质干细胞分离后，在细胞培养箱内培养、传代。然后再体外种植于聚己内酯/天然骨粉制备的个性化多孔性胸骨修复材料上，观察干细胞的生长、增殖情况。为下一步进行组织工程化人工胸骨的研究和动物实验提供理论基础和技术支持。研究结果一、在纯PCL中添加天然骨粉作为营养材料，保持了纯PCL自身的优点，提高了复合材料的力学强度，其多孔结构大大降低了材料降解时间，也增加了材料的表面积，更有利于组织的生长恢复。制备出来的材料较传统材料有更大的优越性；二、纯PCL与添加了不同比例天然骨粉的PCL多孔复合材料均具有较好的生物安全性。各组分材料无明显细胞毒性，细胞形态、生长代谢和增殖也无异常表现，材料浸提液也未引起溶血反应和全身急性毒性反应，无明显的热源作用。复合材料中低比例的天然骨粉无明显的力学增强作用，必须达到一定的比例才能显著改善材料力学强度。三、犬的骨髓间充质干细胞在体外生长良好，在与支架材料共同培养的过程中，细胞贴附于支架材料，表现出良好的生物相容性，生长增殖旺盛，表明支架材料与细胞具有良好的协同性。通过对比，材料中的天然骨粉能够有利于细胞的生长、增殖、分化与成骨。实验结论聚己内酯/天然骨粉制备个性化多孔的复合材料，具有良好的生物相容性，合适的力学强度与韧性，能够对胸廓提供有效的支持。以此制备而成的三维多孔结构，适合组织生长，，是一种理想的组织工程骨材料，拥有广阔的临床运用前景。
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【学位授予单位】：第二军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R318.08

【参考文献】