3D打印技术制备β-磷酸三钙仿生骨支架在兔股骨髁部骨缺损修复中的应用

来源 :中华解剖与临床杂志 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lydiajiao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的

探讨采用3D打印技术制备的β-磷酸三钙(β-TCP)仿生骨支架的形态结构特点及其相关生物性能,并观察其修复新西兰兔股骨髁部骨缺损的效果。

方法

选取5~6月龄新西兰大白兔20只,随机分为支架组和空白组,每组10只;两组大白兔按造模术后采集标本的时间不同又分为两个亚组,每组5只。两组大白兔均于左侧股骨用环钻钻取直径约5 mm、长约10 mm的圆柱形松质骨块,建立股骨髁骨缺损模型。空白组截取的10个松质骨标本,使用微计算机断层扫描技术进行扫描,获得骨缺损标本的结构影像学数据,通过3D生物打印系统设计出相应的仿生骨支架模型,再以β-TCP作为打印材料,打印出20枚仿生骨支架。取10枚β-TCP支架测量高度、直径,电子显微镜下观察β-TCP支架孔道形态结构特点,测量大孔的直径和孔隙率,使用电子力学测试机测定β-TCP支架的弹性模量与抗压强度。空白组10只大白兔造模后不植入任何材料。支架组10只大白兔在造模后,将制备的10枚β-TCP支架植入骨缺损处。分别于术后第6、12周使用耳缘静脉推注空气方法处死空白组和支架组的各亚组大白兔,于骨缺损部位或植骨部位上下离断、截取长约10 mm骨段,制备切片,HE染色,观察骨组织生长情况;采用Lane-Sandhu组织学评分标准对骨组织修复情况进行评价。

结果

使用3D生物打印技术制备的20枚圆柱体β-TCP支架,与松质骨标本结构形态相似。支架高度(9.97±0.08)mm、直径(5.09±0.07)mm,松质骨标本高度(9.96±0.39)mm、直径(5.01±0.22)mm,支架与松质骨标本比较差异均无统计学意义(P值均>0.05)。扫描电镜观察到支架表面及内部呈均匀多孔状,孔径相互连通,大小相仿,孔隙分布较均匀,在大孔侧壁布满了微孔,外形多为近似圆形;其中大孔直径为(223.02±18.20)μm,孔隙率为74.02%±1.38%。松质骨标本大孔直径(227.02±31.20)μm,孔隙率为76.02%±3.29%,支架与松质骨标本比较差异均无统计学意义(P值均>0.05)。使用电子力学测试机测定支架的抗压强度为(2.93±0.65)MPa,弹性模量为95~190 MPa。骨组织切片HE染色:术后第6周,支架组植骨处可见较成熟的骨组织,骨小梁和骨髓组织增多,新生骨正在逐渐覆盖植骨材料,周围可见少量成骨细胞,出现少量新生骨并向材料内长入;空白组的骨缺损处周围有少量类骨组织形成,大量成纤维细胞和脂肪组织生长,未见明显成骨细胞及骨小梁结构。术后12周,支架组植骨处出现成熟的骨小梁和骨髓组织,有编织骨形成,新生骨量较多,部分材料已被吸收降解,材料存留较少;空白组的骨缺损处见少量骨组织从缺损边缘向内长入,大部分被成纤维细胞和脂肪组织填充。Lane-Sandhu组织学评分,术后6周、12周支架组分别为(5.2±0.3)、(8.1±1.2)分,空白组分别为(1.3±0.5)、(4.5±0.6)分,支架组评分均大于空白组,差异有统计学意义(t=7.341、12.672, P值均<0.05)。

结论

3D生物打印技术制备的β-TCP仿生骨支架,与松质骨标本的骨组织解剖结构形态相似,且具有良好的生物力学性能,可以提供个体化的仿生骨支架,修复新西兰兔股骨髁部骨缺损的效果良好。

其他文献
通过对茶网椿开展发生动态、发生程度和范围、药剂筛选等调查研究,探讨安康茶区茶网蝽发生规律,结合栽培管理措施,探索适宜的防治方法,为茶园害虫生态控制提供理论依据和实践经验。
在当前时期的林业管理实践中,森林质量精准提升构成了林业资源管理的宗旨目标。森林质量的具体影响因素涵盖很多层面,因此决定了森林质量精准提升的举措必须具有综合性,国有林场应当准确判断森林质量的各项指标状况,通过深入分析制约与阻碍森林质量精准提升的多个层面因素,制定合理科学的森林质量精准提升对策。
在社会主义现代化建设过程当中,林业建设占据非常重要的地位,对社会主义现代化建设与发展有着重要的影响,同时也是当前生态环境建设不可或缺的重要内容。加强林业建设是发展林业经济的重要途径,同时还能实现生态环境的有效保护与改善,对于经济社会可持续发展意义重大。然而在林业建设与发展过程当中,时常遭受一些不利因素影响,特别是林业有害生物是最为严重的影响因素之一,林业有害生物的发生对于森林植被造成的破坏性相当巨大。现已成为阻碍林业稳步发展的主要原因。基于此,本文探讨分析当前林业有害生物发生的主要原因,并就相应的防治措施
林业生态工程技术的应用水平越来越高,有效促进了天然林的经营和发展。实践中天然林的经营仍然面临着许多的问题,为此在我国封山育林、退耕还林、防护林体系完善中应用林业生态工程技术,并坚持林业生态工程发展的因地制宜、立体化配置、集约化管理等原则非常重要。
在城市发展进程中,不仅要重视其经济发展,还要重视生态环境保护。园林绿化是城市生态环境建设的重要内容,主要工作是苗木的栽植和养护。严格遵守苗木的栽植规定和养护标准,是保证园林绿化质量的有效措施。在园林绿化项目中,工作人员必须结合园林苗木栽植和养护的基本要求,掌握栽植和养护技术,保证苗木良好的存活率和生长状态,从而促进园林建设的发展。本文对目前园林绿化中存在的问题进行分析,同时对苗木的栽植和养护技术进行详细的阐述。
松线虫病是极具破坏性的病虫害,而且具备传播速度快、寄生对象多等特点,能够对林业资源造成严重损失,因此,如何正确认知松线虫病发生特点和防治措施成为业内长期探索的重要课题。本文简要阐述松线虫病的主要发生特点以及如何通过加大检疫力度、增强疫病监测、重视疫情除治、培育全新品种实现对松线虫病防治措施的合理研究,以期能够为增强松线虫病的防治水平提供坚实基础。
桤木主要分布于我国四川、云南、贵州等地,主要用于营造纯林或者针阔混交林,对改善地区生态环境有着重要作用。本文从桤木形态学和生物学特性入手,之后分析四川桤木栽培技术与要点,希望对有关研究带来帮助。
水貂脑膜炎作为危害严重的接触性传染病,一直以来都是困扰养殖户的难题。夏季闷热多雨、蚊虫肆虐,是本病的高发季。因感染本病的水貂常常无明显临床症状和剖检变化,给确诊和治疗带来一定困难。本文通过介绍水貂脑膜炎的发病原因、临床症状及一例水貂脑膜炎的诊治方法等为广大养殖户提供该病预防及诊疗方法,期望对水貂养殖带来帮助。
为推动水稻绿色优质生产,推进氮肥减量栽培,探讨秸秆还田水稻氮肥运筹对水稻生长与产量的影响,掌握更科学的氮肥使用方法,本站安排了秸秆还田水稻氮肥运筹试验。试验结果表明:秸秆连续还田多年的田块,基蘖肥与穗肥按7∶3处理,穗粒结构更为合理,水稻获得产量最高。
牛肉含有多种人体所需的营养成分,牛肉制品和人们生活息息相关。在市场需求不断提升的背景下规模化养殖模式越来越多,其中肉牛养殖更加重视提升饲料转化率和疫病防控,进而通过科学的养殖手段增加养殖效益。育成肉牛育肥养殖具有科学性和系统性特点,需要养殖户把握养殖要点。本文从肉牛育肥原理入手,讨论肉牛育成阶段划分,详细阐述肉牛短期优饲育肥技术,并分析如何做好肉牛病害的防控,希望对相关研究带来帮助。