羟基磷灰石植入皮下组织不同阶段弹性模量的变化

人造骨替代材料-羟基磷灰石植入体内,随着骨组织和胶原纤维在其孔隙内的生长以及羟基磷灰石的降解,羟基磷灰石的整体弹性模量会逐渐变化.为了确定其植入体内后软组织对弹性模量的影响,将羟基磷灰石试样植入大白鼠的皮下,分别植入20、40、60和80,d时将其取出,采用数字图像相关方法研究纤维组织对人造羟基磷灰石的弹性模量的影响.研究结果显示,羟基磷灰石植入大白鼠皮下20,d时的弹性模量有明显增加,增加幅度为28.83%,之后弹性模量变化幅度变小.分析认为,最初的组织纤维附着在羟基磷灰石的微孔中,起到了增强的作用,之后软组织表面再生长的软组织增强作用会逐渐减弱.

骨细胞培养过程对羟基磷灰石力学性质影响的研究

采用数字图像相关方法研究骨细胞对人造羟基磷灰石力学性质的影响。采用了三种试样:羟基磷灰石试样、培养了骨细胞的羟基磷灰石试样、用戊二醛溶液浸泡的羟基磷灰石试样(与培养骨细胞同样环境但不培养骨细胞)。研究得到了试样完整的应力-应变曲线;同时测出弹性模量和泊松比,还测量了压缩极限应力。实验结果表明试样的应力-应变曲线在断裂前呈良好的线性关系;戊二醛溶液不影响羟基磷灰石的弹性模量和泊松比,但会使压缩极限应力降低;骨细胞培养过程能使羟基磷灰石材料的弹性模量和强度增加(所培养的骨细胞约占表面积3.75%)。对照显示,羟基磷灰石培养骨细胞后其弹性模量增加了15.2%,压缩极限应力增加了26.1%。

基于图像相关法的珊瑚羟基磷灰石材料静态力学性能

通过实验证明引伸计不适于测量珊瑚羟基磷灰骨替代石材料的力学性质之后,采用高分辨率数字图像相关法测量材料的力学性质,得到了珊瑚羟基磷灰石完整的应力-应变曲线;测得弹性模量为(10.91±0.88)GPa,泊松比为0.244±0.025,压缩极限应力为(14.04±2.01)MPa.测试结果表明,珊瑚羟基磷灰骨替代石材料的应力-应变曲线在断裂前呈良好的线性关系.最后讨论了珊瑚羟基磷灰石与骨的力学相容性.

骨内压电电位的波形分析

骨内应力产生的电信号影响骨细胞的生长已被多方面证明,但其作用机理尚未完全确定．近年来,测试技术的进步为骨压电信号的实验研究提供了新手段．用超高输入阻抗的生物电压放大器测试研究了干牛骨试样在梯形波我荷作用下发生三点弯曲变形时压电电压的变化．测试发现,骨受力变形时产生的压电电荷在两电极间产生压电电压,同时电极间的电荷还会经过自身泄放．对应加栽稳态过程,两电极间的压电电荷会经自身泄放,从而表现为一松弛过程,0．1～0．4s后电压降为零,所以只能够在加载的动态过程测量到压电电压．显然在活体骨中压电电压也必然只会表现为脉冲的形式．