【摘 要】
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当今世界人口结构正逐渐发生老龄化,这使得骨质疏松症患者比例逐年攀升,在此期间,患者可能会遭受多次骨折;骨质疏松症如果发展到末期可能会出现骨缺损,这可能需要植入生物材料。本文针对骨质疏松症导致的两种症状,探讨了一种中药散巴布剂对于皮质骨骨折的愈合效果和3D打印钛合金假体在松质骨的骨整合作用。（1）实验对象为新西兰大白兔,对左侧桡骨进行手术骨折造模,术后分为三组,分别为未干预组、夹板固定组和散巴布剂组
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当今世界人口结构正逐渐发生老龄化,这使得骨质疏松症患者比例逐年攀升,在此期间,患者可能会遭受多次骨折;骨质疏松症如果发展到末期可能会出现骨缺损,这可能需要植入生物材料。本文针对骨质疏松症导致的两种症状,探讨了一种中药散巴布剂对于皮质骨骨折的愈合效果和3D打印钛合金假体在松质骨的骨整合作用。（1）实验对象为新西兰大白兔,对左侧桡骨进行手术骨折造模,术后分为三组,分别为未干预组、夹板固定组和散巴布剂组。应用原子力显微镜和纳米压痕检测骨痂纳观力学性能,用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析了骨痂的化学成分。原子力显微镜可以观察到骨痂表面的矿物颗粒和胶原纤维,其中散巴布剂组的胶原结构远远小于夹板固定组;散巴布剂组同期骨矿化颗粒尺寸较夹板固定组小47.5%-69.6%;散巴布剂组术后2周的骨痂粗糙度较夹板固定组小约69%,术后6周两组骨痂粗糙度趋于近似;纳米压痕检测夹板固定组和散巴布剂组骨痂的弹性模量和硬度,在2周时两组骨痂的弹性模量和硬度分别在2-3GPa和0.01-0.1GPa之间。在散巴布剂作用下,术后4周弹性模量约为27GPa,显著高于夹板固定组。利用红外光谱检验各特征谱带的吸光度值。结果用origin2018计算了各组光谱中有机基质amide I(1584-1808 cm-1)、碳酸盐(800-900 cm-1)和羟基磷灰石(886-1218 cm-1)的面积。夹板固定组、神效散组4周、神效散组6周的基质矿物质比率分别为0.3899,0.5730和0.4040。通过原子力显微镜扫描和纳米压痕检测在纳观层面的力学性能的分析,结合谱学检测对骨痂成分的检测,证实了散巴布剂对骨折愈合有着促进作用。（2）选取10只6个月大的新西兰大白兔作为实验对象,植入物为通过CAD建模及3D打印制造胞元结构的钛合金松质骨假体。使用Micro-CT获得影像数据,利用Abaqus等软件进行有限元模型的建立和求解。从有限元分析结果中提取感兴趣区域的应力、应变数据,统计计算出各个模型骨小梁的平均应力、应变,分析得出钛合金假体阻碍了应力的分散传导,导致骨小梁收到的力学刺激不足,支架附件发生了骨吸收。
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