国家自然科学基金(30330570)
- 作品数：33 被引量：159H指数：8
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- 相关机构：中国人民解放军总医院清华大学清华大学研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划解放军总医院科技创新基金更多>>
- 相关领域：医药卫生自动化与计算机技术一般工业技术电气工程更多>>
- 新型脱细胞骨基质材料的组织学结构及其细胞相容性观察被引量：3
- 2013年
- 目的对新型脱细胞骨基质材料(acellular bone matrix,ACBM)的组织学结构及细胞相容性进行观察,探讨其作为组织工程骨支架的可行性。方法取健康18～24月龄雄性杂种犬股骨头负重区骨柱,高压水枪冲洗、脱脂,Trixon X-100、脱氧胆酸钠等进行脱细胞等理化处理,制备新型ACBM支架;对其行扫描电镜观察,HE染色、天狼星红染色及Hoechst 33258染色,评估其脱细胞程度及结构。采用密度梯度离心法分离培养犬BMSCs,取第3代BMSCs种植至ACBM支架上,MTT法分析支架浸提液毒性;复合培养3 d行倒置显微镜、扫描电镜、活/死细胞荧光染色、组织学等观察细胞在支架的生长、分化情况。结果 HE染色示ACBM支架去细胞彻底,无细胞碎片残留;天狼星红染色示支架呈深红及黄红相间染色;Hoechst 33258染色未见细胞残留。扫描电镜观察示ACBM支架内孔洞相互贯通,具有天然骨的孔径和孔隙率。MTT法检测示,培养1～6 d不同浓度(25%、50%、100%)支架浸提液与对照H-DMEM培养液吸光度(A)值比较差异均无统计学意义(P>0.05)。倒置显微镜、扫描电镜、组织学观察结果均显示细胞在支架上黏附良好,增殖显著,细胞基质分泌增加;活/死细胞染色示ACBM支架内细胞均呈绿色。结论 ACBM支架去细胞彻底,具备良好的孔径和孔隙率,无毒,细胞相容性良好,可作为良好的支架载体用于组织工程骨的构建。
- 赵艳红杨强彭江郭全义夏群马信龙徐宝山赵斌张莉伍耀宏刘越许文静卢世璧
- 关键词：组织工程骨细胞相容性
- 不同结构骨块植入股骨头负重区缺损的力学性能比较被引量：3
- 2006年
- 目的股骨头缺血坏死早中期手术中,为防止股骨头的进一步塌陷,常需要植骨填充坏死区。本文研究不同结构植入物填充股骨头负重区缺损后对股骨头力学性能的影响。方法选取人正常股骨近段4例,在股骨头负重区沿压力骨小梁方向制造直径20mm,深30mm的骨缺损,并在缺损区内植入三种不同结构的植入物。Ⅰ组为取自异体股骨头负重区骨块;Ⅱ组为取自异体股骨髁负重区骨块;Ⅲ组为松质骨粒打压植骨。模拟单腿站立相加载,记录股骨头颈结合部的应变分布。结果直径20mm深30mm骨缺损的股骨近段与正常相比,头颈结合部上方拉应变平均增加93.0%,下方压应变平均增加203.4%。植入不同结构的植入物后,Ⅰ组头颈结合部上方应变较正常平均增加6.6%,下方应变平均增加67.6%;Ⅱ组上方应变较正常平均增加33.7%,下方应变平均增加136.9%;Ⅲ组上方应变平均增加150.4%,下方应变平均增加206.1%。结论股骨头负重区的缺损会改变头颈结合部应力分布,其中结合部下方和上方出现应力的集中。植入与缺损区的骨小梁结构相似的异体股骨头骨块后,股骨头下方和上方头颈结合部的应力集中得到缓解,其植入效果优于骨小梁结构不同的股骨髁骨块;松质骨粒打压植骨不能改变股骨头头颈结合部的应变分布。
- 汪爱媛彭江孙明学眭祥王鑫田玥卢世璧
- 关键词：股骨上端植骨生物力学性能
- 可注射磷酸钙骨水泥凝固过程的动态流变学研究
- 2005年
- 利用高级扩展流变仪测试了a-TCP/DCPD/TECP系骨水泥浆料凝固过程中,弹性贮能模量(G′)、粘性耗散模量(G″)和复粘度(η)等流变参数随凝固时间的变化,研究了不同固液比、固化温度、固化液浓度和pH值对浆体动态流变学参数的影响.通过对浆体凝固过程中应变扫描谱,频率谱和动态时间谱的变化,分析了浆体固化过程中微观结构的变化规律.结果表明,浆体凝固过程中弹性贮能模量(G′)、粘性耗散模量(G″)和复粘度(η)均随固化时间延长而增加,固液比增加,固化温度升高,固化液浓度增大时,浆体凝结速度加快,固化时间缩短.浆体凝固过程中流变学参数的变化反映了其由流态到固态的变化过程.
- 董利民王晨田杰谟潘健昝青峰
- 关键词：磷酸钙骨水泥流变性凝固
- 煅烧骨的制备及理化和生物学性能
- 2005年
- 取新鲜牛股骨髁松质骨部位,经化学循环脱脂和脱蛋白后,高温煅烧(950℃～1450℃)制得白色煅烧骨.利用环境扫描电镜(ESEM)观察样品的孔隙结构和结晶状况,煅烧骨为类似人骨的具有天然网状孔隙的结构,多数孔径大小为100μm～500μm;用多孔陶瓷显气孔率、容重试验方法测定不同烧结温度下煅烧骨孔隙率为63%～81%,容重为0.58g/cm3～1.06g/cm3;在万能电子材料试验机上测量煅烧骨的抗压强度为3.5MPa～16.1MPa;X射线衍射分析(XRD)表明煅烧骨的晶相为羟基磷灰石(HA)和少量的CaO,基本保留了天然骨的无机矿物相.另外,样品的红外光谱分析(FTIR)和能谱分析(EDX)表明煅烧骨中含有天然骨中特有的碳酸根(CO32-)和Mg,这也是区别于人工合成HA之处.煅烧骨和海绵浸浆高温烧结HA在模拟体液中浸泡后,材料表面矿化形成类骨磷灰石的难易程度表明煅烧骨有较强的生物活性.成骨细胞与煅烧骨立体培养结果确定了煅烧骨与细胞的良好相容性.
- 王晨董利民田杰谟李兆新昝青峰
- 关键词：煅烧骨羟基磷灰石
- β-TCP陶瓷支架材料表面活性处理
- 2005年
- 采用将多孔β-磷酸三钙(β-TCP)陶瓷支架材料直接在1.5SBF溶液中进行浸泡,和先在Na0H溶液中浸泡,再经过1.5SBF溶液浸泡处理的方法,分别对材料进行表面活化改性,提高材料的生物活性.并借助XRD,SEM,FT-IR等测试手段,分析活化处理前后材料的表面状况.结果表明:经1.5SBF溶液浸泡后,材料表面生成类骨磷灰石层;而经NaOH溶液浸泡后,材料表面吸附羟基增多,改善其表面沉积类骨磷灰石层的能力,再经1.5SBF溶液浸泡处理后,陶瓷材料表面生成更多的类骨磷灰石.
- 王晓燕田杰谟董利民王晨徐伟
- 关键词：Β-磷酸三钙类骨磷灰石模拟体液
- 多孔β-磷酸三钙支架材料的制备
- 2005年
- 采用泡沫浆料与三维凝胶叠层技术,成功制备了具有合适孔径和良好连通性的多孔β-磷酸三钙支架.研究了不同烧结温度和浆料固相含量对支架材料性能的影响.在优选的工艺参数下,所得到的多孔支架气孔率为72.9%～76.0%,抗压强度为4.9MPa～5.8MPa,其性能可以满足骨组织工程的需要.
- 徐伟田杰谟王晨董利民昝青峰
- 关键词：Β-磷酸三钙多孔支架
- 多孔壳聚糖/HA支架材料的制备被引量：1
- 2005年
- 采用冷冻干燥法制备了用于骨组织工程的多孔壳聚糖/HA支架材料.由于制备过程中引入了碱处理工艺,制得的材料具有特殊的壳状结构,其内部为孔径约为300μm～500μm的多孔结构,外层为较致密的硬壳.这种结构由于外壳为主要的承载部分,可以保护内部的多孔结构,因此本材料在保证足够孔隙率的同时,具有较高的力学性能,其中抗压强度达到6.85MPa,压缩模量达到65.09MPa.通过SEM、红外光谱等方法对碱处理过程中壳聚糖分子所发生的变化进行研究发现,致密外壳的形成主要是由于碱处理过程中带有H+的壳聚糖分子遇到OH-时H+被中和,分子中的氨基、羟基则形成了分子内和分子间氢键,使壳聚糖分子链的刚性增强,因此孔壁和外壳都具有较高的强度.
- 昝青峰王晨董利民田杰谟
- 关键词：壳聚糖羟基磷灰石碱处理
- 快速成型骨组织工程支架的结构及力学仿生性能特征被引量：7
- 2007年
- 目的:利用显微CT的成像技术及材料力学测试,观察多孔双相磷酸钙陶瓷支架的三维结构和力学仿生性能特征。方法:实验于2004-06/2005-12在清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室、香港中文大学威尔士亲王医院骨与关节肌肉研究室和解放军总医院骨科研究所完成。利用三维凝胶叠层成型技术和发泡法复合的方法,制备仿骨多孔双相磷酸钙陶瓷支架,经显微CT扫描得到分辨率为20μm的断层图像,并按骨形态计量方法计算三维计量参数,并与急性脑死亡年轻人股骨头(由解放军总医院骨组织库提供,已签署捐献同意书)标本负重区松质骨样本的三维参数进行统计比较。最后对双相磷酸钙陶瓷支架两个互相垂直方向和松质骨样本的长轴方向进行压缩强度试验,计算压缩强度和弹性模量,并进行统计分析。结果:①双相磷酸钙陶瓷支架的小梁平均宽度和间距低于松质骨小梁(P<0.05);支架的小梁数目和各项异性程度高于松质骨样本(P<0.05);说明支架小梁在排列上呈现更为明显的各向异性特征。②双相磷酸钙陶瓷支架的体积分数、表面积体积比及结构模型指数与松质骨样本相比差异无显著性(P>0.05),两组样本均呈明显的板层结构。③力学测试结果显示双相磷酸钙陶瓷支架材料长轴方向的强度和弹性模量高于垂直方向(P<0.05),说明支架材料具有明显的方向性。长轴方向的强度低于正常松质骨样本,但弹性模量仅比松质骨样本弹性模量高20%(P<0.05)。结论:支架材料在空隙率和表面积方面具有很好的仿生性,利于细胞的黏附和长入。同时具有明显的方向性,提高了其在排列方向上的强度。弹性模量接近股骨头松质骨,具有较好的应力顺应性。
- 汪爱媛彭江孙明学田杰谟董利民王鑫卢世璧
- 关键词：骨组织工程仿生
- 股骨头松质骨样本空间结构的三维分析被引量：9
- 2005年
- 目的在股骨头坏死和骨质疏松股骨颈骨折的研究中,股骨头松质骨的空间结构的重要性越来越受到重视。本研究介绍一种对股骨头松质骨样本的骨小梁的空间结构进行三维重建和评价的方法。方法对8个犬股骨头的松质骨样本进行硝酸银染色和白色聚酯包埋后,逐层连续断面切除,利用数码CCD镜头连续采集断面图像,获取样本断面的二维图像,利用计算机软件二值化图像,并进行三维重建,得到松质骨小梁空间结构的计算机三维图形,对样本进行三维评测,指标包括骨体积分数(BoneVolumeFraction,BVF,BV/TV)、骨表面积体积比(Bonesurface/bonevolumeratio,BS/BV)、骨小梁厚度(Trabecularthickness,Tb.Th)、骨小梁数目(Trabecularnumber,Tb.N)、骨小梁间隙(Trabecularspacing,Tb.Sp)、结构模型指数(StructureModelIndex,SMI)。结果用本方法可以获得了清晰的骨小梁三维结构图,图像空间解析度10μm×10μm×10μm。分析结果表明,样本的上半部分与下半部分相比,骨小梁的BV/TV、BS/BV、Tb.Th、Tb.N和Tb.Sp、SMI之间存在差异(P<0.05),样本的上半部分结构致密,BV/TV较大,而Tb.Sp较小(P<0.05),小梁结构也表现为板状模型。结论距离股骨头上关节面的深度不同,股骨头的空间指标也随之出现不同的变化。
- 彭江汪爱媛孙明学卢世璧赵斌许文静王广志丁辉
- 关键词：骨小梁空间结构动物
- 类骨磷灰石的结构分析与形成机制研究被引量：11
- 2004年
- 采用在模拟体液(SBF)中浸泡材料的方法,在致密羟基磷灰石(HA)表面形成类骨磷灰石层,利用XRD和FT-IR分析表面相结构,SEM观察表面形貌,X光电子能谱分析表面化学组成及其价态.结果表明,表面新生相为含PO43-、CO32-和OH-的低结晶度的类骨磷灰石微晶.其形成机制属于溶解-沉淀型,HA陶瓷浸泡与SBF液中,首先产生表面溶解,使表面附近Ca2+、PO43-等离子浓度升高,然后通过静电吸引,在其表面吸附、成核、长大,形成类骨磷灰石新相.
- 董利民王晨田杰谟昝青峰李兆新
- 关键词：类骨磷灰石
