高强度低模量骨植入体的细胞微环境三维构建及其骨修复性能研究
发布时间：2021-11-23 05:18
在骨科临床上,由创伤、良恶性肿瘤、先后天畸形、院内外感染等原因所造成的缺损十分常见。而植入材料在大段骨缺损修复体的骨整合是临床骨科的难点和热点。理想的骨修复材料应具备良好的力学适配性、成骨活性、抗菌性能和功能性供血效果,以诱导成骨分化和血管再生,促进骨缺损修复。钛及其合金植入材料具有优异力学性能和可加工性能,但钛合金植入物为惰性材料,缺乏生物活性位点,且弹性模量较高,导致骨整合效果不理想。因此,本研究构建出低模量、高强度多孔钛合金大段骨缺损修复支架,在支架内构建类细胞外基质的三维微环境,调控成骨分化和血管生成,促进骨修复,为新型大段骨缺损植入物的研发提供理论依据和实验支撑。本研究基于3D（Three Dimensional）打印技术和功能化的表面改性方法构建出具有良好骨整合效果的复合多孔钛合金支架材料。主要研究内容和结果如下:（一）3D打印多孔钛合金支架的工艺优化及生物安全性研究通过研究不同工艺制备的3D打印钛合金材料的生物安全性,优化3D打印技术参数,构建出精确可控的多孔钛合金骨修复支架,并对其孔径、孔隙率、力学性能进行综合评价,同时对材料的显微形貌、元素和物相组成等进行分析。研究结...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
骨的横截面图
/胶原仿生复合体原纤维阵列，第四级别为五级别为人骨的单元，第六级别为松质骨骨组织结构[10, 13, 14]。要由骨细胞，骨祖细胞，成骨细胞和破织的主要细胞类型。骨祖细胞也即骨髓，如图 1-3 所示[15]。Nguyen 等[16]结合骨脊柱疾病的治疗。而成骨细胞主要来源，骨髓间质干细胞分化为成骨细胞，骨osteoid）并将成骨细胞包裹[17, 18]，当类成熟为骨细胞[17, 19]。破骨细胞在骨重塑骨细胞在稳态和应激状态下对造血祖细胞衡和宿主防御的一部分，可以选择性地来。
图 1-3 骨组织的细胞组成[15]Figure 1-3 The cells composition of bone tissue[15]的力学性能骨组织结构分为松质骨和密质骨（如图 1-4）[21]。密质骨的骨板结合紧密律排列。松质骨位于骨的深部，主要由骨小梁构成。呈不规则的细杆状或层骨板平行排列而成。骨的主要作用功能是抵抗人体运动时，骨所承受的荷（即外力，如拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转和复合应力等）[22, 23]。骨相对松质骨比较硬，密质骨和松质骨压缩试验的应力应变曲线见图 1-现，干燥骨脆性较高，而新鲜骨可承受应变较大，其根本原因在于两者有不同[22,24]。天然骨是由有机物和无机物构成的复合材料，具有良好的力学要是胶原纤维为主，无机物主要是由羟基磷灰石为主。羟基磷灰石沿轴向 165GPa[24]，胶原纤维的切向模量约为 1.24GPa~1.41GPa[25,26]。新鲜骨的
【参考文献】：
期刊论文
[1]多聚甲醛固定对大鼠椎骨黏弹性影响的实验研究[J]. 颉天阳,程朋真. 医用生物力学. 2017(04)
[2]3D打印多孔钛支架微观孔隙结构和力学性能[J]. 冯辰栋,夏宇,李祥,王成焘. 医用生物力学. 2017(03)
[3]快速成型技术及其在骨组织工程中的应用（英文）[J]. Bo YUAN,Sheng-yuan ZHOU,Xiong-sheng CHEN. Journal of Zhejiang University-Science B（Biomedicine & Biotechnology）. 2017(04)
[4]Biodegradable mineralized collagen plug for the reconstruction of craniotomy burr‐holes:A report of three cases[J]. Zhiye Qiu,Yuqi Zhang,Ziqiang Zhang,Tianxi Song,Fuzhai Cui. Translational Neuroscience and Clinics. 2015(01)
[5]Orthopedic surgery and its complication in systemic lupus erythematosus[J]. Anselm Mak. World Journal of Orthopedics. 2014(01)
本文编号：3513208
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
骨的横截面图
/胶原仿生复合体原纤维阵列，第四级别为五级别为人骨的单元，第六级别为松质骨骨组织结构[10, 13, 14]。要由骨细胞，骨祖细胞，成骨细胞和破织的主要细胞类型。骨祖细胞也即骨髓，如图 1-3 所示[15]。Nguyen 等[16]结合骨脊柱疾病的治疗。而成骨细胞主要来源，骨髓间质干细胞分化为成骨细胞，骨osteoid）并将成骨细胞包裹[17, 18]，当类成熟为骨细胞[17, 19]。破骨细胞在骨重塑骨细胞在稳态和应激状态下对造血祖细胞衡和宿主防御的一部分，可以选择性地来。
图 1-3 骨组织的细胞组成[15]Figure 1-3 The cells composition of bone tissue[15]的力学性能骨组织结构分为松质骨和密质骨（如图 1-4）[21]。密质骨的骨板结合紧密律排列。松质骨位于骨的深部，主要由骨小梁构成。呈不规则的细杆状或层骨板平行排列而成。骨的主要作用功能是抵抗人体运动时，骨所承受的荷（即外力，如拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转和复合应力等）[22, 23]。骨相对松质骨比较硬，密质骨和松质骨压缩试验的应力应变曲线见图 1-现，干燥骨脆性较高，而新鲜骨可承受应变较大，其根本原因在于两者有不同[22,24]。天然骨是由有机物和无机物构成的复合材料，具有良好的力学要是胶原纤维为主，无机物主要是由羟基磷灰石为主。羟基磷灰石沿轴向 165GPa[24]，胶原纤维的切向模量约为 1.24GPa~1.41GPa[25,26]。新鲜骨的
【参考文献】：
期刊论文
[1]多聚甲醛固定对大鼠椎骨黏弹性影响的实验研究[J]. 颉天阳,程朋真. 医用生物力学. 2017(04)
[2]3D打印多孔钛支架微观孔隙结构和力学性能[J]. 冯辰栋,夏宇,李祥,王成焘. 医用生物力学. 2017(03)
[3]快速成型技术及其在骨组织工程中的应用（英文）[J]. Bo YUAN,Sheng-yuan ZHOU,Xiong-sheng CHEN. Journal of Zhejiang University-Science B（Biomedicine & Biotechnology）. 2017(04)
[4]Biodegradable mineralized collagen plug for the reconstruction of craniotomy burr‐holes:A report of three cases[J]. Zhiye Qiu,Yuqi Zhang,Ziqiang Zhang,Tianxi Song,Fuzhai Cui. Translational Neuroscience and Clinics. 2015(01)
[5]Orthopedic surgery and its complication in systemic lupus erythematosus[J]. Anselm Mak. World Journal of Orthopedics. 2014(01)
本文编号：3513208
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