醫(yī)用鈦/鈦合金表面生物功能化及生物響應(yīng)
發(fā)布時(shí)間：2021-04-02 02:59
醫(yī)用鈦及鈦合金被廣泛用作牙植入體及骨修復(fù)植入體。然而,眾多研究表明:鈦植入體表面的惰性二氧化鈦層在一定程度上阻礙了其與周?chē)烊还情g的骨整合,增加了植入體松動(dòng)、移位的風(fēng)險(xiǎn)。該缺陷在骨質(zhì)疏松及細(xì)菌感染等骨折手術(shù)并發(fā)癥條件下尤其明顯。因此,鈦植入體表面工程的研究已成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。如何表面改性鈦植入體以維持良好的骨-植入體界面性能,是亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。鑒于此,我們?cè)O(shè)計(jì)并利用溶膠-凝膠及層層組裝（LBL）等技術(shù)制備了系列具有促成骨、抗骨質(zhì)疏松或抗菌的表面生物功能化鈦植入材料,并對(duì)其體外或/和體內(nèi)的生物學(xué)響應(yīng)進(jìn)行初步評(píng)價(jià),主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:1.鈦材表面微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）生物學(xué)行為的影響利用溶膠-凝膠技術(shù)在酸蝕鈦材微結(jié)構(gòu)表面構(gòu)建了系列具有不同尺度納米顆粒的微/納復(fù)合結(jié)構(gòu),并探究其對(duì)MSCs成骨分化的影響。掃描電子顯微鏡（SEM）、表面分析儀、X射線衍射（XRD）、X射線光電子能譜（XPS）和接觸角測(cè)試等結(jié)果表明:鈦材呈現(xiàn)“脊-谷”特征的微結(jié)構(gòu),并有尺寸為20、40或80 nm的二氧化鈦（TiO2）納米顆粒。文中還揭示了微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)...
【文章來(lái)源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：163 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
細(xì)胞微環(huán)境中調(diào)控細(xì)胞生物學(xué)行為的三大主要因素示意圖
圖 1.2 骨組織（硬）及骨髓（軟）中間充質(zhì)干細(xì)胞周?chē)募?xì)胞微環(huán)境[3]。ure 1.2 Survival microenvironment of MSCs in stiff bone tissue and soft bone marro為常見(jiàn)的骨科植入材料，醫(yī)用鈦材具有良好的生物相容性及機(jī)械性面惰性 TiO2氧化層一定程度上限制了植入體與天然骨間的早期骨整天然骨間慣常的機(jī)械整合方式導(dǎo)致了材料表面組織形成的隨機(jī)性和也大大增加了植入體松動(dòng)、移位的風(fēng)險(xiǎn)[9]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，醫(yī)用鈦及鈦合金平均使用年限僅為 12 ~ 15 年。它們?cè)谀承┎l(fā)癥（細(xì)菌感染等）條松患者人群的使用壽命甚至更短，這就意味著年輕患者將面臨多次如何表面改性鈦植入體以維持良好的骨-植入體界面性能，成為確保持久發(fā)揮正常功能的關(guān)鍵，也是鈦/鈦合金表面工程研究領(lǐng)域中的研]。理想的表面改性不但需要保持鈦植入體相對(duì)低的彈性模量、良好和優(yōu)越的可加工性能，而且需進(jìn)一步提高材料的骨整合及其它特殊性疏松和抗菌等）。
1 緒 論越來(lái)越受到人們的關(guān)注。由于不斷增加的發(fā)病率和患病率，骨質(zhì)疏松癥造成的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)負(fù)擔(dān)也日益嚴(yán)重[11]。骨質(zhì)疏松癥是一種全身性的骨骼疾病，表現(xiàn)為低骨量、顯微結(jié)構(gòu)退變和骨脆性增加等，由此而導(dǎo)致的骨損傷（骨折）比例大幅度增加[12, 13]。相比于正常骨組織損傷治療，骨質(zhì)疏松條件下植入體/骨釘?shù)脑缙谒蓜?dòng)和移位現(xiàn)象會(huì)大幅度增加[14]。另外，臨床中發(fā)現(xiàn)術(shù)后早期細(xì)菌感染也會(huì)較大程度上阻礙材料與天然骨間的整合，調(diào)查表明細(xì)菌感染已經(jīng)成為植入手術(shù)失敗的第二大因素[15]。由此可推斷，如果骨損傷患者在骨質(zhì)疏松癥及細(xì)菌感染等并發(fā)癥條件下仍使用現(xiàn)有常規(guī)骨科植入材料進(jìn)行治療，植入手術(shù)的成功率會(huì)相對(duì)較低。因此，如何通過(guò)鈦植入體表面理化改性提高疾病條件下鈦基植入材料與天然骨組織間的早期骨整合已成迫在眉睫。
本文編號(hào)：3114462
【文章來(lái)源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：163 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
細(xì)胞微環(huán)境中調(diào)控細(xì)胞生物學(xué)行為的三大主要因素示意圖
圖 1.2 骨組織（硬）及骨髓（軟）中間充質(zhì)干細(xì)胞周?chē)募?xì)胞微環(huán)境[3]。ure 1.2 Survival microenvironment of MSCs in stiff bone tissue and soft bone marro為常見(jiàn)的骨科植入材料，醫(yī)用鈦材具有良好的生物相容性及機(jī)械性面惰性 TiO2氧化層一定程度上限制了植入體與天然骨間的早期骨整天然骨間慣常的機(jī)械整合方式導(dǎo)致了材料表面組織形成的隨機(jī)性和也大大增加了植入體松動(dòng)、移位的風(fēng)險(xiǎn)[9]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，醫(yī)用鈦及鈦合金平均使用年限僅為 12 ~ 15 年。它們?cè)谀承┎l(fā)癥（細(xì)菌感染等）條松患者人群的使用壽命甚至更短，這就意味著年輕患者將面臨多次如何表面改性鈦植入體以維持良好的骨-植入體界面性能，成為確保持久發(fā)揮正常功能的關(guān)鍵，也是鈦/鈦合金表面工程研究領(lǐng)域中的研]。理想的表面改性不但需要保持鈦植入體相對(duì)低的彈性模量、良好和優(yōu)越的可加工性能，而且需進(jìn)一步提高材料的骨整合及其它特殊性疏松和抗菌等）。
1 緒 論越來(lái)越受到人們的關(guān)注。由于不斷增加的發(fā)病率和患病率，骨質(zhì)疏松癥造成的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)負(fù)擔(dān)也日益嚴(yán)重[11]。骨質(zhì)疏松癥是一種全身性的骨骼疾病，表現(xiàn)為低骨量、顯微結(jié)構(gòu)退變和骨脆性增加等，由此而導(dǎo)致的骨損傷（骨折）比例大幅度增加[12, 13]。相比于正常骨組織損傷治療，骨質(zhì)疏松條件下植入體/骨釘?shù)脑缙谒蓜?dòng)和移位現(xiàn)象會(huì)大幅度增加[14]。另外，臨床中發(fā)現(xiàn)術(shù)后早期細(xì)菌感染也會(huì)較大程度上阻礙材料與天然骨間的整合，調(diào)查表明細(xì)菌感染已經(jīng)成為植入手術(shù)失敗的第二大因素[15]。由此可推斷，如果骨損傷患者在骨質(zhì)疏松癥及細(xì)菌感染等并發(fā)癥條件下仍使用現(xiàn)有常規(guī)骨科植入材料進(jìn)行治療，植入手術(shù)的成功率會(huì)相對(duì)較低。因此，如何通過(guò)鈦植入體表面理化改性提高疾病條件下鈦基植入材料與天然骨組織間的早期骨整合已成迫在眉睫。
本文編號(hào)：3114462
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