基于三维ct图像重建研制纳米仿生骨基质支架的研究

《基于三维ct图像重建研制纳米仿生骨基质支架的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于三维CT图像重建研制纳米仿生骨基质支架的研究作者：郭洪刚　刘静　李峰坦　刘海峰　姚芳莲　姚康德【摘要】：［目的］分析数字化影像学技术辅助研制生物支架的可行性，评估构筑生物支架的方法。［方法］通过对宿主部位图像扫描，获取该区域解剖数据，对相邻层匹配轮廓间三维表面进行重构来确定支架形貌，以纳米级无机成分为单位，附于壳聚糖及聚己内酯等天然-有机成分，研制纳米复合支架。观察支架形貌、测定支架的孔隙率、亲水性及降解力学特性。［结果］图像三维重构可提高支架外部轮廓的精确度，减少单纯理化制备过程的参数误差，使支架空间三维布局更加合理，孔径200～350μm，孔隙率88.6％±0.43

2、％的支架拥有稳定的降解速率及良好的亲水表面，可达到工程化骨支架的力学要求，能作为骨再生修复的载体框架。［结论］数字化影像学技术研制的支架具有稳定的理化性征，能解决与宿主部位相匹配的难题，具有潜在的研究空间。【关键词】图像　三维重建　纳米　支架　Abstract：［Objective］Toanalyzethefeasbilityofdigitialimagingonscaffoldfabrication.［Method］Themorphologyofscaffoldwasobtainedbyanalyzinganatomicdata12ondigitalscanninginh

3、ostarea.FabricationofbiomimeticnanoscaledbonematrixwasmadewithcombinationofchitosanandpolycarpolactoneandβTCP.Morphology,poreratio,degradationandbiomechaniccharacteristicswereobservedatdifferentperiods.［Result］Thefabricationaccuracyofoutermorphologyforscaffoldwasimprovedbyusingthreedimen

4、sionalconstructionofimaging,anditsphysicallayoutwasremarkablyarranged.Asasatisfactorycarrierforbonetissueengineering,poreratio88.61%±0.43%rangingfrom200-350μmofscaffolashowedmorestabledegradationspeedandexcellentaffinitysurface.［Conclusion］Imagingaidedfabricationtechniquehasagoodmatchbetwe

5、enhostandscaffold,showingvastresearchpotential.　Keywords：iamging;threedimensionalconstruction;nanoscale；scaffold12　　随着数字化影像学对临床应用的深入，基于医学图像的器官三维重构显得越来越重要。本研究拟从仿生策略出发，基于三维CT重建构筑生物支架外形轮廓，以纳米级无机成分为单位，附于壳聚糖及聚己内酯等天然-有机成分。从宏观与微观方面对支架进行仿真，测试支架空间布局、理化性征及生物力学，探讨数字化影像学技本辅助研制生物支架的可行性。　　1材料与方法　　1.1横突

6、间仿真支架的制备　　收集正常兔脊柱标本，将样本置于精密螺旋三维CT系统(美国GELightspeed16)的扫描平台中，沿标本后柱结构方向扫描，获取连续薄层平面CT图像，精确测量横突间关节的解剖数据，经三维重建，提取其中的图像信息，按下列公式，调整支架三维尺寸规格，即以测定L5／6横突基底上下间距为支架长度，L5／6横突基底距上关节突基底间距为支架宽度(图1)，L5／6横突基底与该椎体间距离(轴位像)为支架高度(图2)，L5／6横突基底上下间距×L5／6横突基底距上关节突基底间距×L5／6横突基底与该椎体间距离(轴位像)=支架长度×支架宽度×支架高度(支架体积)，最终确定支

7、架尺寸为长（10.21±1.31）mm，宽（3.21±0.81）mm，高（12.34±0.75）mm；利用沉淀、共混复合及冷冻干燥法制备出三维多孔纳米级β磷酸三钙／壳聚糖／聚己内酯(nβTCP-CS-PCL)框架材料支架。　　1.2支架形态学观察12　将支架用利刀切开，以显示内部结构，行大体与扫描电镜(Hitachis520，Japan)观察其宏观及微观形貌。　　1.3支架孔隙率、密度测定　采用Zhang氏液体置换法［1］，用量筒量取V1体积的无水乙醇，取一定质量(W)的支架材料浸入其中，反复抽真空至无气泡溢出，此