松質(zhì)骨基質(zhì)以其優(yōu)良的成骨誘導能力,常常作為骨組織工程支架材料獲得了廣泛的應用。近年來,由于與年齡相關(guān)的骨折、假肢松弛、以及骨重建等科學和臨床問題的推動,松質(zhì)骨力學性能的實驗研究和理論分析已成為骨力學的研究焦點之一。已有研究表明,松質(zhì)骨可作為固-液耦合的兩相多孔介質(zhì);松質(zhì)骨中流體組分的擴散和流動,使得松質(zhì)骨呈現(xiàn)出一種強烈的表觀粘彈性行為以及能量耗散性質(zhì);松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)的變化顯著影響其力學性能�？梢�,為了模擬體內(nèi)生理條件下松質(zhì)骨的微動力學環(huán)境,松質(zhì)骨的微結(jié)構(gòu)特征應引起更多的關(guān)注。 描述松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)的指標較多,其中最重要的是孔隙率和滲透率。然而,迄今為止,松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)孔隙率、滲透率的測量方法的研究少見文獻報道,松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)變化對其力學性能的影響機制也未有定論。 為此,本文采用二維圖像分析方法,研究松質(zhì)骨(新鮮豬脛骨后肢松質(zhì)骨)微結(jié)構(gòu)孔隙率沿不同方向的分布規(guī)律;將松質(zhì)骨簡化為一種流-固耦合的兩相多孔介質(zhì),根據(jù)Darcy定律設(shè)計松質(zhì)骨滲透率測量裝置、并開展松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)滲透特性實驗研究;結(jié)合已發(fā)表的文獻數(shù)據(jù),分析微結(jié)構(gòu)形式、解剖部位、年齡引起的松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)變化對其力學性能的影響。取得的主要研究...

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)的解剖學特征
        1.2.2 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)的胞元模型
        1.2.3 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)的力學特性
        1.2.4 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)的測量方法
    1.3 本文的研究內(nèi)容與研究意義
    1.4 本章小結(jié)
2 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)孔隙率的二維圖像分析
    2.1 引言
    2.2 松質(zhì)骨標本制備
        2.2.1 選材
        2.2.2 切片制備
    2.3 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)的顯微鏡觀察
    2.4 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)顯微圖像的處理方法
        2.4.1 顯微圖像預處理
        2.4.2 采用BMP 圖像文件格式
        2.4.3 圖像灰度化
        2.4.4 直方圖均衡化
        2.4.5 圖像平滑去噪
        2.4.6 邊緣檢測
        2.4.7 二值化
    2.5 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)孔隙率的計算方法
    2.6 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)孔隙率圖像分析軟件的設(shè)計
    2.7 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)孔隙率的檢測結(jié)果
    2.8 討論
        2.8.1 松質(zhì)骨孔隙率的分布規(guī)律
        2.8.2 松質(zhì)骨的橫觀各向同性
        2.8.3 松質(zhì)骨孔隙率二維圖像分析方法的優(yōu)點
    2.9 本章小結(jié)
3 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)滲透率的實驗研究
    3.1 引言
    3.2 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)滲透率測量裝置的研制
        3.2.1 測量原理
        3.2.2 測量裝置
    3.3 松質(zhì)骨試件及滲透液的制備
    3.4 松質(zhì)骨滲透率的測量方法
    3.5 松質(zhì)骨滲透率的測量結(jié)果
    3.6 討論
        3.6.1 本文建立的松質(zhì)骨滲透率測量裝置的優(yōu)點
        3.6.2 松質(zhì)骨滲透性的計算動力學分析
    3.7 本章小結(jié)
4 松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)對其力學性能的影響
    4.1 引言
    4.2 不同胞元形式的松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)
        4.2.1 微結(jié)構(gòu)形式對松質(zhì)骨力學性質(zhì)影響的計算模型
        4.2.2 十種微結(jié)構(gòu)形式的松質(zhì)骨彈性模量的計算結(jié)果
        4.2.3 討論
    4.3 不同解剖部位的松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)
        4.3.1 標本取材部位
        4.3.2 標本的材料特性實驗結(jié)果
        4.3.3 不同解剖部位標本力學特性的比較分析
    4.4 不同年齡的松質(zhì)骨微結(jié)構(gòu)
        4.4.1 標本分組
        4.4.2 兩組致密區(qū)與稀疏區(qū)松質(zhì)骨顯微結(jié)構(gòu)計算機三維圖像重建
        4.4.3 兩組松質(zhì)骨生物力學性能測試
        4.4.4 討論
    4.5 本章小結(jié)
5 全文總結(jié)
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：4056696