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各向异性松质骨压缩模量和强度的数值预测
基于有限元参数化建模方法,用各向异性十四面体单胞模型来模拟棒状骨小梁构成的松质骨微结构;通过数值计算,给出压缩模量预测与已有实验结果的比较;基于该模型,进一步对松质骨的表观压缩强度进行数值预测.结果表明:各向异性十四面体单胞模型能有效地用于松质骨压缩模量和强度的数值预测,预测结果与实验数据及经验公式相吻合;相对于利用模量对强度进行预测的经验公式而言,研究所用的有限元方法能够反映各向异性对松质骨强度的影响,从而在一定程度上解释实验中强度数据的分散性.
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壳聚糖-聚乳酸软骨与软骨下骨复合支架的制备与表征
目的 制备羟乙基壳聚糖-g-左旋聚乳酸(HECS-g-PLLA)和羟乙基壳聚糖-g-左旋聚乳酸+Ⅱ型胶原蛋白(HECS-g-PLLA+Ⅱ型胶原蛋白)复合支架,并进行表征.方法 采用热致相分离法制备HECS-g-PLLA、HECS-g-PLLA+Ⅱ型胶原蛋白聚合物,再用压片机,设定不同大气压,将聚合物压模成形具有不同性能的复合支架,测定复合支架的微观形貌、红外光谱、压缩模量、孔隙直径及生物相容性.结果 复合支架具有纳米微米共存的高孔隙直径的亚微观结构.红外光谱显示壳聚糖成功羟乙基化,羟乙基壳聚糖与左旋聚乳酸聚合成功.随着压片机设定的压模成形的大气压力增大,样品的压缩模量增强,但空隙直径逐渐减少,可以根据需要制作各种不同性能的支架.结论 热源实验和全身急性毒性实验提示复合支架浸提液注入动物体内不会引起发热反应和毒性反应,具有良好的生物相容性.
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组织工程化软骨的应力-应变研究
为研究组织工程化软骨的应力-应变特性，采用生物力学方法对体外培养离心管软骨和裸鼠皮下培养胶原海绵构建的软骨在5%变形时的压缩模量进行了测试。结果表明，体外离心管培养软骨在4、8、12、16周时的压缩模量分别为0.3518、 0.653、 0.233、0.262 MPa。其中在8周时达高，低于天然人胎关节软骨压缩模量2个数量级。体内皮下培养的胶原海绵软骨16周时的压缩模量为10.668 MPa，与天然人胎关节软骨的压缩模量在同一数量级，但仍低于天然软骨的压缩模量。离心管软骨压缩模量的动态变化提示它与软骨细胞分泌GAG的活性变化一致，都在8周时达高峰。离心管软骨压缩模量总体偏低的现象提示可能是由于培养液与人工软骨大分子之间缺乏屏障保护，细胞分泌的PGs分子易于流失到培养液中的结果。而体内皮下培养的软骨压缩模量低于天然软骨的原因可能是软骨发育过程中缺乏负荷刺激。因此，从生物力学角度看，组织工程化软骨的体外培养方法尚需改进。
