本文選題：骨關節(jié)炎 + 關節(jié)軟骨�。� 參考：《南京航空航天大學》2017年碩士論文

【摘要】：膠原蛋白(Collagen)和蛋白多糖(PG)是關節(jié)軟骨(AC)內(nèi)除水外含量最多的兩種成分,占關節(jié)軟骨干重的90%以上。兩者的有機組合保持了關節(jié)軟骨中水的含量與滑液的離子交換,保證了關節(jié)軟骨的彈性、耐壓性和持久性等機能,其含量及結構的變化也被認為是早期骨關節(jié)炎(OA)的主要表現(xiàn)。傅里葉變換紅外光譜顯微成像技術(FTIRI)可以在高分辨率下獲得樣品的組成和結構信息,已開始深入應用到生物醫(yī)學光子學研究領域,國內(nèi)外也有利用FTIRI結合化學計量學方法對膠原(蛋白)纖維和蛋白多糖含量及結構(各向異性)研究和關節(jié)軟骨病變識別的報道。衰減全反射技術(ATR)是近20年FTIR技術中較新采用的測量方法,具有樣品處理方法簡單,不破壞樣品,可直接用于測定含水樣品等優(yōu)點。而采用紅外波導傳感器技術通過插入活檢針或導管的方法進行在線和實時測量,以實現(xiàn)可視信息和紅外光譜數(shù)據(jù)結合在一起用于微創(chuàng)醫(yī)學(內(nèi)窺鏡)和開放手術,進而獲得更豐富的組織信息的理念和技術恰是21世紀兩種極具吸引力的理念和手術技術。通過對上述研究報道分析總結,為使紅外光譜技術能夠更好的應用于關節(jié)炎及關節(jié)軟骨的研究,本文基于紅外光譜技術對關節(jié)軟骨主成分含量和結構的表征及在體檢測方法進行了探究,并獲得了具有一定創(chuàng)新性的成果。首先,本文對多組軟骨切片進行FTIRI成像及紅外光譜分析,采用特征峰強度積分法和二次求導方法分別對兩種主成分的特征帶(Amide I,II,III and Sugar)進行表征和定性分析,給出兩種主成分或特征基團含量隨軟骨深度的變化關系;再使用主成分回歸方法定量計算兩種主成分的濃度,將以上定性和定量計算的結果進行相關性研究。結果顯示Amide I和Amide II特征峰的積分強度和膠原蛋白濃度的相關性最高,適合用于定性表達膠原蛋白的含量及其隨深度的變化;二次求導后Sugar帶強度與蛋白多糖濃度的相關性最高,適于定性表達蛋白多糖的含量及其隨深度的變化。Amide III帶積分和二次求導強度既不適合表征膠原蛋白也不適合表征PG的含量。其次,基于上述結論,進一步將FTIRI與偏光技術相結合研究關節(jié)軟骨經(jīng)福爾馬林溶液浸泡后,軟骨內(nèi)膠原(蛋白)纖維的特征吸收峰(Amide I,Amide II帶)的吸光度隨浸泡時間及偏光角度的變化,探究常用于固化軟骨組織樣本的福爾馬林溶液對軟骨組織結構即膠原(蛋白)纖維各向異性的影響,并利用與各向異性擬合得到的決定系數(shù)(R2)對膠原(蛋白)纖維各向異性程度進行定量分析。研究發(fā)現(xiàn),關節(jié)軟骨Amide I和Amide II帶的各向異性隨著浸泡浸泡時間的增長而愈加明顯(Amide I帶變化尤為明顯),說明福爾馬林溶液中甲醛分子誘發(fā)了膠原蛋白分子新的交聯(lián),最終獲得較好的固化效果,有利于關節(jié)軟骨的各向異性(結構)分析。最后,除了開展對關節(jié)軟骨主成分含量表征及結構分析方法研究,還進行了紅外光譜學在生物醫(yī)學領域應用的技術研究和開發(fā),即基于FTIR、ATR和中紅外光纖技術設計了一種操作靈活、方便,適于原位檢測的中紅外空心光纖ATR探頭測量裝置,包括靈活且便于操作的中紅外空心光纖ATR耦合探頭以及其與FTIR光譜儀相耦合的光路耦合裝置。光譜儀通過利用該光纖ATR探頭測量裝置可以實現(xiàn)包括關節(jié)軟骨在內(nèi)的生物組織的靈活快速的紅外光譜測量,極大地拓展了ATR光譜測量技術在生物醫(yī)學領域中的應用。綜上所述,本文為關節(jié)軟骨和關節(jié)炎的早期研究提供了一種更加快捷實用的主成分含量和結構表征方法及原位光譜測量手段。這兩種技術的聯(lián)用有潛力成為一種新型骨關節(jié)炎和關節(jié)軟骨的研究和診斷工具,有利于早期骨關節(jié)炎的判斷和修復檢測,同時也適用于其它疾病的監(jiān)測和診斷。
[Abstract]:In this paper , the content and structure of cartilage in articular cartilage were measured by FT - IR technique . The infrared spectroscopy is applied in biomedical field , which is based on FTIR , ATR and mid - infrared optical fiber . It is a kind of mid - infrared hollow fiber ATR probe measuring device which is flexible and convenient to operate . It includes the flexible and convenient operation of the mid - infrared hollow fiber ATR coupling probe and the optical path coupling device coupled with FTIR spectrometer .

【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R684;O657.33

【參考文獻】

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本文編號：1820524