组织工程骨质合体植入物中的微观应变度是由当地的组成值和架构决定的
Byumsu Kim1, Terri-Ann N Kelly2, Hyung Jin Jung2
1Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering, Cornell University, Ithaca, NY, United States.
Journal of biomechanics
|December 9, 2023
概括
组织工程软骨机制取决于组成. 低和高原度显著增加工程软骨的应变,这对于预测植入物性能至关重要.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 组织工程是组织工程.
- 生物力学 生物力学
背景情况:
- 组织工程骨质突植入物显示出对软骨修复的希望.
- 目前的方法可以复制大量的机械性能,但缺乏对微观层面关系的理解.
- 预测体内性能需要对建筑,构成和微机械相互作用的知识.
研究的目的:
- 为了研究组织工程骨髓体植入物中的建筑特征,组成和微机械行为之间的关系.
- 确定影响基于细胞的软骨结构性能的关键参数.
主要方法:
- 使用快速聚焦显微镜和应变映射用于在准静态负荷下进行微机械分析.
- 采用富里埃变换红外光谱法来评估局部组成分布.
- 分析了组织成熟期间的建筑特征,组成分布和应变分布.
主要成果:
- 基于细胞的聚合物在压缩下变形和移动,导致边界处的高局部应变.
- 高压力区域与低和高原度相关.
- 确定了一个值关系:aggrecan < 0.015 A.U. 和原蛋白> 0.15 A.U. 导致压力应变增加了 > 三倍.
结论:
- 局部组成特征是工程软骨中微机械环境的主要决定因素.
- 结果提供了对制造有效组织工程结构的潜在质量控制参数的见解.
- 了解这些关系是提高 in vivo 软骨修复性能可预测性的关键.
