基于BMP-2微球异位成骨材料的机械性能评价及其应用分析

发布时间：2022-02-09 03:04

　　骨缺损是对人类健康具有重大威胁的一种疾病,目前手术是用于骨缺损修复的最主要手段。这就需要用到骨缺损修复材料。常见的骨缺损修复材料可分为人工骨移植用和骨移植用材料,两者均有不足。而异位骨在骨缺损治疗中具有其他材料不具备的诸多优势,其中使用BMP-2载药微球是一种培养异位骨的新兴手段。但是有关微球培养异位骨成骨质量影响的评估却鲜有研究,异位骨作为骨修复材料在骨修复中的应用也罕有报道。为了研究微球对异位骨成骨质量的影响,探索异位骨在骨修复中的表现,论文中从力学性能、材料属性以及仿真模拟的角度,评估了微球对异位骨成骨质量的影响,以及异位骨作为骨修复材料在骨修复中的表现,研究结果为评估异位成骨作为骨修复材料的性能表现及可应用性提供依据。通过Micro-CT对异位成骨扫描,获得微球组与对照组异位成骨的材料属性,反映成骨质量以及异位成骨的机械性能;通过压力实验的方法对两种异位成骨机械性能进行研究,并将异位成骨的抗压强度与原位骨股进行对比,从力学的角度探究了异位成骨用作骨修复材料的可能性。异位成骨作为骨缺损修复材料,其硬度以及弹性模量的大小是影响骨修复成功与否的重要因素,通过纳米压痕实验对骨骼的硬度与... 

【文章来源】：齐鲁工业大学山东省

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

骨力学性能评价体系的组成部分

（6）CT建模法近年来随着CT在医学上的广泛使用,通过CT对研究对象进行扫描，获得原始二维图像，利用专用医学重建软件如Mimics等，建立三维实体模型的方法逐渐获得大家的认可。这种建模方法，不需要过多人为因素干预，对于数据信息丢失的情况也有较好的解决，极大减轻了研究人员建立三维模型的工作量。并且使用CT直接扫描的方法进行建模，因此这种建模的方法不受模型形状的影响，能够很好的适用于不规则物体的建模，已成为建立三维有限元骨骼模型的主流方法。一般基于CT建立三维模型的流程图1.4如下所示[67,72–75]：图1.4CT建模的流程图有一些学者认为CT建模法会在采集图片时产生太多的过量辐射，进而限制

候甚至会由于设备或者其他原因而获得的CT图像模糊，这种情况的发生会极大地浪费研究人员的时间成本。为了解决这个问题，CristinaFalcinelli等人研究了CT去模糊算法。算法具体步骤是在3D中估计点扩散函数（PSF），使用CT图像的去卷积估计的PSF（Matlab，MathWorks，MA，USA和AmiraDev.5.5，VisualizationImaging，SanDiego，CA）。这随之产生了另外的问题，去模糊的CT图像建模是否可靠，在去模糊的过程中会对后续三维建模产生多大的影响，CristinaFalcinelli等人继续研究了这个问题，他们通过如下步骤进行了CT有限元建模，如图1.6所示：图1.6去模糊过程CristinaFalcinelli等人将去模糊所得CT建立有限元模型后使用有限元软件解算，发现虽然去模糊算法在一定程度上改善了有限元的预测，其结算结果仍然是高于实验数据，高估了失效载荷。CristinaFalcinelli提出了两个改善方法，其一是将皮质骨与骨小梁区域分开去模糊；其二是进行大量实验，通过对比有限元解算数据与实验数据来总结经验公式进行指导优化，获得线性方程，这种基于去模糊法的CT建模方法虽然展现了许多优势，但仍然需要更多地实验来进一步完

【参考文献】：
期刊论文
[1]不同保存方式对小鼠股骨力学性能的影响[J]. 程朋真,宁芬茹,李丹,李东林,江慧杰,裴国献,杨柳.  生物医学工程学杂志. 2016(06)
[2]骨生物力学的应用与研究进展[J]. 张晓刚,秦大平,宋敏,蒋宜伟.  中国骨质疏松杂志. 2012(09)
[3]应用CT断层图像快速构建人体骨骼有限元几何模型的方法[J]. 傅栋,靳安民.  中国组织工程研究与临床康复. 2007(09)



本文编号：3616254