文档介绍：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200~350 μm,%±%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]To analyze the feasbility of digitial imaging on scaffold fabrication.[Method]The morphology of scaffold was obtained by analyzing anatomic data on digital scanning in host of biomimetic nanoscaled bone matrix was made bination of chitosan and polycarpolactone and β,pore ratio,degradation and biomechanic characteristics were observed at different periods.[Result]The fabrication accuracy of outer morphology for scaffold was improved by using threedimensional construction of imaging,and its physical layout was remarkably a satisfactory carrier for bone tissue engineering,pore ratio %±% ranging from 200-350 μm of scaffola showed more stable degradation speed and excellent affinity surface.[Conclusion]Imaging aided fabrication technique has a good match between host and scaffold,showing vast research potential.
Key words:iamging; threedimensional construction; nanoscale; scaffold
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
横突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GE Lightspeed16)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),最终确定支架尺寸为长(±)mm,宽(±)mm,高(±)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。
支架形态学观察
将支架用利刀切开,以显示内部结构,行大体与扫描电