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健康肋软骨生物力学和组织学特性增龄化研究

作　者: 郭碧云
导　师: 李晓阳
学　校: 北京工业大学
专　业: 工程力学
关键词: 肋软骨应力-应变关系应力松弛蠕变组织切片
分类号: R318.01
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 62次
引　用: 1次
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内容摘要

自体肋软骨是再造耳廓支架的首选材料,耳廓支架是一个多层面的三维立体结构,需具有一定的力学强度以维持其稳固性。因此,肋软骨作为支架材料用于耳廓再造,其力学性能对维持再造耳外形、取得满意的术后效果至关重要。然而随年龄的增长肋软骨的组织结构会发生变化,从而影响其力学性能,故选择在合适的年龄进行耳廓再造手术,与取得良好的术后效果密切相关。目前,对耳廓再造手术时机的选择,大多数学者是从心里、耳廓大小及肋软骨量是否充足来考虑,并未从肋软骨的力学性能及组织学特性来考虑,尽管有不少研究软骨力学性能的,但多以关节软骨或病态肋软骨为主,对不同年龄健康肋软骨的力学性能和组织学特性的研究尚未见报道。本文通过研究不同年龄健康肋软骨的力学性能及其组织结构,探讨年龄对肋软骨力学性能的影响,旨在为肋软骨作为支架材料应用于耳廓再造术时选取最佳手术时机提供理论依据。本研究包括对不同年龄肋软骨的力学性能实验和组织学特性实验。实验材料来自25位女性和45位男性捐献者,均是进行耳重建手术后剩余的部分。实验按照年龄、性别不同将肋软骨共分为六组:儿童组(5～10岁)、青年组(11～17岁)和成人组(18～25岁)。力学实验包括拉伸强度、应力-应变关系、应力松弛、蠕变试验,目的是探讨年龄对肋软骨力学性能的影响。组织学实验包括普通病理染色、免疫组织化学染色和Ⅱ型胶原蛋白免疫组化定量分析,是为了探讨肋软骨组织结构随年龄发生的变化。此外,本研究还对力学实验和组织学实验结果进行了对比分析。本研究结果表明健康肋软骨的组织结构及力学性能是与年龄及性别有关的。儿童肋软骨的拉伸强度最高,而青少年的强度最低;女性肋软骨较男性肋软骨钙化的早,两性肋软骨应力松弛和蠕变性能也存在显著差异;Ⅱ型胶原染色强度随年龄增长呈现逐渐减弱的趋势。本文研究的结果能够部分地解释临床现象,即在青少年时期利用肋软骨进行耳重建手术,会引起较大的变形;而在成年期进行手术,则软骨太硬,不易雕刻成形,且支架容易外露。另一方面,本研究对肋软骨力学性能的研究可以作为支架设计和雕刻的参考;这些数据也可用于评价组织工程样本的力学性能;而关于不同年龄组肋软骨力学性能的函数关系可以作为相应年龄段肋软骨力学性能本构方程的参考。本文的研究鉴于不同年龄健康肋软骨的组织结构及力学性能的不同,综合各方面因素,建议在利用肋软骨进行耳廓再造术时,优先考虑在儿童期进行。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 引言  9-10
  1.2 课题研究背景  10-11
    1.2.1 耳畸形及耳廓再造术介绍  10
    1.2.2 肋软骨在耳廓再造术和其它整形手术中的应用  10-11
  1.3 课题研究现状  11-13
  1.4 课题研究内容  13-14
  1.5 本文结构  14-15
第2章软骨生物力学性能  15-21
  2.1 应力-应变关系和拉伸强度  15-17
    2.1.1 应力-应变关系  15-17
    2.1.2 软骨拉伸强度  17
  2.2 应力松弛和蠕变  17-20
  2.3 本章小结  20-21
第3章不同年龄组肋软骨生物力学性能实验及结果  21-32
  3.1 材料与方法  21-24
    3.1.1 材料的采集与处理  22
    3.1.2 实验设计  22
    3.1.3 实验方法  22-23
    3.1.4 实验数据处理及统计分析  23-24
  3.2 实验结果  24-31
    3.2.1 拉伸强度  24-26
    3.2.2 应力-应变关系  26-28
    3.2.3 应力松弛  28-29
    3.2.4 蠕变  29-31
  3.3 本章小结  31-32
第4章不同年龄组肋软骨组织学实验  32-41
  4.1 材料与方法  32-34
    4.1.1 材料的采集和处理  32-33
    4.1.2 实验设计  33
    4.1.3 检测指标和方法  33-34
    4.1.4 实验数据统计分析  34
  4.2 实验结果  34-40
    4.2.1 HE染色切片  34-38
    4.2.2 免疫组化染色切片  38-39
    4.2.3 Ⅱ型胶原蛋白免疫组化定量分析  39-40
  4.3 本章小结  40-41
第5章结果分析讨论  41-45
  5.1 对肋软骨力学性能的讨论分析  41-42
  5.2 对肋软骨组织学实验的讨论分析  42-43
    5.2.1 关于图像分析指标的选择  42
    5.2.2 关于组织学实验结果的分析  42-43
  5.3 对本研究力学性能和组织学的综合讨论  43
  5.4 对肋软骨再造耳生长情况的分析  43-44
  5.5 存在的问题及研究前景  44
  5.6 本章小结  44-45
结论  45-46
参考文献  46-52
攻读学位期间发表的学术论文  52-53
致谢  53

健康肋软骨生物力学和组织学特性增龄化研究

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