PVA水凝胶关节软骨修复材料的改性及力学性能的研究(2)
3.4 结果与讨论 12
3.4.1 复合水凝胶的压缩应力-应变特性 12
3.4.2 复合水凝胶的模量 13
3.4.3 GO含量对复合水凝胶动态模量的影响 15
3.4本章小结 15
4 PVA/PAAM复合水凝胶力学性能的探讨 16
4.1 引言 16
4.2 PVA/PAAM复合水凝胶的制备 16
4.3 PVA/PAAM复合水凝胶的力学性能探讨 16
4.3.1 压缩力学性能测试 16
4.3.2 动态力学性能测试 16
4.4 结果与讨论 17
4.4.1 复合水凝胶的压缩应力-应变特性 17
4.4.2 复合水凝胶的压缩模量 17
4.4.3 动态力学性能 19
4.4.4 小结 19
5 本论文的研究总结与工作展望 21
5.1 本论文的研究总结 21
5.2 工作展望 21
致 谢 22
参考文献23
1 绪论
1.1 引言
人体的滑膜关节是健康的天然轴承，能够长期承载、吸震，抵抗低摩擦磨损，具有较长寿命。但在日常生活中关节软骨使用频繁，很可能由于长期承载负荷作用的积累以及人们不当的运动，造成软骨过度疲劳进而引起损伤或病变，一旦造成这种结构很难修复。软骨细胞和其基质共同组成了人体天然软骨，之所以人体自身关节软骨具修复能力很低，是因为正常成熟软骨细胞具有如下特点：生长速度小，代谢进程慢，分化能力低；并且软骨没有神经支配，内部也没有淋巴供应、血液，所以软骨损伤或病变后，随着长期的磨损，病人的日常生活就会受到严重影响。
目前，在临床上治疗软骨缺损主要使用以下两种治疗方法：（1）自身修复法，这种方法适用范围小，仅适用于前期损伤的软骨，它是通过某种方法刺激激活受损关节软骨及软骨下骨，重现自身修复能力进而得到修复[1]。（2）移植修复法，目前医学临床上实际应用最多的方法是人工软骨假体置换和自体、异体软骨移植[2]。软骨移植供体来源有限或者容易受到免疫排斥，因此病人的适用性不是很好，并且使用一段时间后异体软骨自身就会出现很多问题，例如老化、润滑性差等等，继续长期使用可能造成假体松动甚至失效[3]，因此进行移植修复在临床操作上得到了限制，没有得到广泛应用。近年来关节软骨损伤或病变越来越普遍，人们的生活质量已经受到严重影响，所以长期以来寻找一种材料能够修复重建关节软骨已经成为生物医学上的热点。
1.2 关节软骨的组织学特点
1.2.1 关节软骨的结构
关节软骨（articular cartilage）是附着在关节表面的一层薄薄的软骨，分布在人体各种关节处，对人体的各种生理活动起着至关重要的作用。它属于透明软骨，表面光滑且富有弹性[4]。它的主要成分是一种特殊胶原纤文，其基本框架上端朝向关节面，而底端紧附着于骨质上。这些胶原纤文之间零落分散着一些软骨细胞，它们从浅入深依次逐渐由扁平样变为椭圆形或圆形[5]，对于关节软骨的正常代谢，这些软骨细胞起着至关重要的作用，它们可以从关节周围的体液中获取营养成分进行供给，并帮助将代谢废物排到周围液中流通出去[6]。
1.2.2 关节软骨的力学性能
人体天然关节软骨，富有胶原纤文，呈现拱形结构，这种胶原纤文组织可以产生膨胀性压力从而使得关节软骨具有抗压性能，并且能够最大限度地吸收震荡、缓冲应力，富有弹性，在受力作用下相当于提供弹性垫层，扩大受力面以至使得不同位置受力趋于均匀；此外关节软骨承载负荷时还能够将一部分压应力转化为张应力[7]，关节软骨这种特殊的结构及特性有利于延长使用寿命、减少应力集中而造成的软骨损伤。
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