甲状软骨损伤修复的多孔人工支架的实验与研究
发布时间：2021-02-27 12:38
喉是属于人体中最精巧而且结构比较复杂的一个器官,其由多种软骨组织构成,如杓状软骨、甲状软骨、环状软骨、会厌软骨、舌骨等。甲状软骨又是喉软骨中最大和最完整的一块,能够起到支撑喉的正常生理功能。甲状软骨一旦遭到破坏,仅仅依靠软骨的自我修复将是十分困难的。目前通过组织工程在体外构建软骨组织,然后移植到缺损部位来进行治疗损伤正成为一种永久修复组织缺损的理想治疗方法。本文基于之前对甲状软骨的数值模拟之后利用快速成型技术制备出人工多孔甲状软骨支架。前半部分介绍增材制造技术以及基于分析比较目前各种适用于软骨修复的组织工程材料的优缺点之后,选取壳聚糖,纳米羟基磷灰石,明胶,海藻酸钠作为材料,分别利用低温成型技术和细胞直接受控组装技术制备生物支架,然后对获取的生物支架进行相应的理化性能表征,通过体外细胞和支架共同培养对支架的生物相容性进行验证。后半部分主要进行动物实验来验证生物支架对甲状软骨的修复效果。在第一部分利用低温成型技术制备不同比例的壳聚糖-纳米羟基磷灰石支架,通过电镜扫描观察支架的微观结构,其具有精致的网状三维多孔结构以及极高的通透性。生物支架具有很高的孔隙率（平均孔隙率为91±1.5%）和较...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１低温成型技术过程图（Ａ）低温成型技术流程图，（Ｂ）低温成型技术原理图??１．２．２选择性激光烧结（ＳＬＳ）??选择性激光烧结工艺｜２Ｇ｜起源于２０世纪８０年代末，其主要特点是适用于广泛的材料，而??
是处于熔融状态下的材料通过利用计算机的控制被从热熔喷头挤出，成型模型结构根据原先??设置的三维模型而成，材料在喷头内被加热融化。材料被挤出后迅速凝固，并且与周围的材??料凝结。熔融沉积成型的流程图如图１．３所示。??溶融沉积成型工艺对于材料也有一定的要求，比如材料应该具有热塑性，这主要是由于??材料在高温状态下不会发生结构上的性变等。例如，蜡、ＡＢＳ、聚乙烯、聚丙烯以及聚碳酸??酯等材料均具有一定的热塑性。??虽然此技术具有相对简单的原理，而且成型过程相对容易控制，以及成型的支架具有较??好的表面质量，但是因为该工艺的工作温度要求很高，对于部分高分子生物材料来说，应用??该技术存在材料的原有物化结构会被破坏等风险。除此之外，材料需要处于熔融状态的环境??下，利用熔融沉积技术制备所需支架时需要成型支撑层，支架在成型后需要人为的除去支撑??结构，因此会出现对支架的原有精度会产生破坏的风险。??４??
喉不仅是生物体的呼吸道又是其发音器官１４（）］。喉软骨在气道的支撑作用上举足轻重，而??在喉软骨中最大的一块即为甲状软骨，其是由两块近似方形的软骨板构成，组成了喉的前壁??以及侧壁［４１］，而且，甲状软骨上方为舌骨，下方即为环状软骨［４２１。喉部结构如图２．１所示。??，严＜?＋角软脅?娜软触??弓坎秘灼状软骨？Ｉ，！！１?Ａ后面??．贿?狱软舰??声■二＾?Ｖ关节面??：翁鲁??＇乂?挪舰??坏峨骨ｇ?６１臓?自麵?坏师＊??图２．１喉的前面观结构和后面管结构??甲状软骨在生物体重的作用主要是保护喉腔，但是由于内分泌激素水平的不一样导致了??男性与女性喉结存在一定的差别。比如男性拥有较大的喉腔，前后径比女性的长，然而左右??甲状软骨板构成的角度要相较女性的小１４３］。甲状软骨存在一个软骨切迹在上边缘的一个类似??Ｖ型的凹陷部分，而上角和下角在甲状软骨板的后边缘部位，而且上角长于下角，如图２．２??所示。??ｍｍ??Ｉ?ｆｌ?一．爹?Ａ??疆?看．．锻邊?Ｈ??．?…，?．．??ｆ＿?綱齡?！辦货ｐ？啸ｍ＆ｔｒｍ?ｖ?、．：??刚一零’巧…??ｉｒｔｉｅｎｍ?’?李?Ｗ?－?－?％?Ｗ??友■?
【参考文献】：
期刊论文
[1]结合3D打印技术构建聚己内酯-骨细胞外基质复合支架及体外骨诱导性能[J]. 杨鹏,李淳德. 中国组织工程研究. 2016(52)
[2]Effects of Calcination Temperature of Boron-Containing Magnesium Oxide Raw Materials on Properties of Magnesium Phosphate Cement as a Biomaterial[J]. 董金美,余红发,XIAO Xueying,LI Ying,WU Chengyou,WEN Jing,TAN Yongshan,CHANG Chenggong,ZHENG Weixin. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2016(03)
[3]同种异体软骨细胞-聚羟基乙酸支架复合物修复甲状软骨缺损[J]. 乔占清,张俊,马赛,马振亚,司远征,乔新明. 中国组织工程研究. 2016(12)
[4]聚羟基烷酸酯聚合物负载软骨细胞修复同种异体喉软骨缺损[J]. 吴延平,吴方. 中国组织工程研究. 2015(38)
[5]自体、异体骨软骨移植及组织工程材料修复的关节软骨损伤[J]. 周建林,方洪松,彭昊,邓爽,翁金清,刘丰,陈森,周观金. 中国组织工程研究. 2015(34)
[6]典型快速成型技术的工艺分析与比较[J]. 李晓静,杨丰翔,刘保军. 新技术新工艺. 2015(06)
[7]壳聚糖在喉软骨组织工程中的应用[J]. 崔翔,侯瑞霞,李群,陆达楷,邓红霞,沈志森. 组织工程与重建外科杂志. 2015(03)
[8]rhBMP2复合材料用于甲状软骨再生修复的研究[J]. 张龙城,胡万青,曹高翔,林文彪,陆梦漪,韦干观,陈昊鹰. 中国耳鼻咽喉颅底外科杂志. 2015(01)
[9]喉软骨支架结构与构建的研究进展[J]. 陆达锴,沈志森,侯瑞霞,付俊,李群,邓红霞. 北京生物医学工程. 2014(02)
[10]低温快速成型亲水改性复合人工骨支架的性能测定[J]. 何美健,王大平,黄江鸿,张明. 中国组织工程研究. 2014(12)
硕士论文
[1]立体印刷用光栅材料及成型工艺的研究[D]. 桑凤仙.北京印刷学院 2008
本文编号：3054245
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１低温成型技术过程图（Ａ）低温成型技术流程图，（Ｂ）低温成型技术原理图??１．２．２选择性激光烧结（ＳＬＳ）??选择性激光烧结工艺｜２Ｇ｜起源于２０世纪８０年代末，其主要特点是适用于广泛的材料，而??
是处于熔融状态下的材料通过利用计算机的控制被从热熔喷头挤出，成型模型结构根据原先??设置的三维模型而成，材料在喷头内被加热融化。材料被挤出后迅速凝固，并且与周围的材??料凝结。熔融沉积成型的流程图如图１．３所示。??溶融沉积成型工艺对于材料也有一定的要求，比如材料应该具有热塑性，这主要是由于??材料在高温状态下不会发生结构上的性变等。例如，蜡、ＡＢＳ、聚乙烯、聚丙烯以及聚碳酸??酯等材料均具有一定的热塑性。??虽然此技术具有相对简单的原理，而且成型过程相对容易控制，以及成型的支架具有较??好的表面质量，但是因为该工艺的工作温度要求很高，对于部分高分子生物材料来说，应用??该技术存在材料的原有物化结构会被破坏等风险。除此之外，材料需要处于熔融状态的环境??下，利用熔融沉积技术制备所需支架时需要成型支撑层，支架在成型后需要人为的除去支撑??结构，因此会出现对支架的原有精度会产生破坏的风险。??４??
喉不仅是生物体的呼吸道又是其发音器官１４（）］。喉软骨在气道的支撑作用上举足轻重，而??在喉软骨中最大的一块即为甲状软骨，其是由两块近似方形的软骨板构成，组成了喉的前壁??以及侧壁［４１］，而且，甲状软骨上方为舌骨，下方即为环状软骨［４２１。喉部结构如图２．１所示。??，严＜?＋角软脅?娜软触??弓坎秘灼状软骨？Ｉ，！！１?Ａ后面??．贿?狱软舰??声■二＾?Ｖ关节面??：翁鲁??＇乂?挪舰??坏峨骨ｇ?６１臓?自麵?坏师＊??图２．１喉的前面观结构和后面管结构??甲状软骨在生物体重的作用主要是保护喉腔，但是由于内分泌激素水平的不一样导致了??男性与女性喉结存在一定的差别。比如男性拥有较大的喉腔，前后径比女性的长，然而左右??甲状软骨板构成的角度要相较女性的小１４３］。甲状软骨存在一个软骨切迹在上边缘的一个类似??Ｖ型的凹陷部分，而上角和下角在甲状软骨板的后边缘部位，而且上角长于下角，如图２．２??所示。??ｍｍ??Ｉ?ｆｌ?一．爹?Ａ??疆?看．．锻邊?Ｈ??．?…，?．．??ｆ＿?綱齡?！辦货ｐ？啸ｍ＆ｔｒｍ?ｖ?、．：??刚一零’巧…??ｉｒｔｉｅｎｍ?’?李?Ｗ?－?－?％?Ｗ??友■?
【参考文献】：
期刊论文
[1]结合3D打印技术构建聚己内酯-骨细胞外基质复合支架及体外骨诱导性能[J]. 杨鹏,李淳德. 中国组织工程研究. 2016(52)
[2]Effects of Calcination Temperature of Boron-Containing Magnesium Oxide Raw Materials on Properties of Magnesium Phosphate Cement as a Biomaterial[J]. 董金美,余红发,XIAO Xueying,LI Ying,WU Chengyou,WEN Jing,TAN Yongshan,CHANG Chenggong,ZHENG Weixin. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2016(03)
[3]同种异体软骨细胞-聚羟基乙酸支架复合物修复甲状软骨缺损[J]. 乔占清,张俊,马赛,马振亚,司远征,乔新明. 中国组织工程研究. 2016(12)
[4]聚羟基烷酸酯聚合物负载软骨细胞修复同种异体喉软骨缺损[J]. 吴延平,吴方. 中国组织工程研究. 2015(38)
[5]自体、异体骨软骨移植及组织工程材料修复的关节软骨损伤[J]. 周建林,方洪松,彭昊,邓爽,翁金清,刘丰,陈森,周观金. 中国组织工程研究. 2015(34)
[6]典型快速成型技术的工艺分析与比较[J]. 李晓静,杨丰翔,刘保军. 新技术新工艺. 2015(06)
[7]壳聚糖在喉软骨组织工程中的应用[J]. 崔翔,侯瑞霞,李群,陆达楷,邓红霞,沈志森. 组织工程与重建外科杂志. 2015(03)
[8]rhBMP2复合材料用于甲状软骨再生修复的研究[J]. 张龙城,胡万青,曹高翔,林文彪,陆梦漪,韦干观,陈昊鹰. 中国耳鼻咽喉颅底外科杂志. 2015(01)
[9]喉软骨支架结构与构建的研究进展[J]. 陆达锴,沈志森,侯瑞霞,付俊,李群,邓红霞. 北京生物医学工程. 2014(02)
[10]低温快速成型亲水改性复合人工骨支架的性能测定[J]. 何美健,王大平,黄江鸿,张明. 中国组织工程研究. 2014(12)
硕士论文
[1]立体印刷用光栅材料及成型工艺的研究[D]. 桑凤仙.北京印刷学院 2008
本文编号：3054245
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