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基于Micro-CT的家兔腹盆腔器官血管数字化三维模型的构建
目的 通过乳胶-氧化铋对比剂与显微计算机断层扫描(Micro-CT)技术相结合的方法,完成家兔腹盆腔器官内血管系统的三维数字化图像重建.方法 6只4月龄雌性健康家兔作为研究对象.试验动物均进行腹腔麻醉.麻醉成功后纵行切开家兔腹壁,暴露盆腹腔血管,完成腹主动脉插管(用于子宫、膀胱、小肠的对比剂在体灌注)及肾动脉插管(用于肾脏的对比剂在体灌注).选择乳胶-氧化铋混合溶液(氧化铋颗粒/乳胶溶液=1 g/mL)作为血管灌注对比剂.血管灌注成功后选取家兔的子宫、膀胱、小肠和肾脏作为研究器官.利用SkyScan 1076型Micro-CT对目标器官进行扫描,使用NRecon软件对扫描获得的原始图像进行处理和转化.采用Mimics 17.0软件对目标器官内的血管图像进行三维重建,获得家兔不同器官内的血管树三维图像,分析家兔不同器官内不同血管树的分级和分支特点.结果 目标器官的血管树数字化三维重建模型均构建成功.家兔膀胱血管树的小可测量血管分级为二级,直径为(0.41±0.08)mm;子宫血管树的小可测量血管分级为三级,直径为(0.39±0.08)mm;小肠和肾脏血管树的小可测量血管分级均为四级,直径分别为(0.27±0.04)mm和(0.19±0.03)mm.结论 采用乳胶-氧化铋混合对比剂进行动物血管灌注Micro-CT成像,通过相关软件可成功重建动物器官内血管树的三维图像,可显示家兔器官血管树的走行并测量血管直径,对于小动物腹盆腔器官血管系统尤其是微小型血管网数字化三维模型的建立具有较大优势,为小动物腹盆腔器官疾病模型中血管解剖结构的研究提供了新的思路和方法.
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小鼠听泡Micro-CT实验研究
目的 应用基于相位衬度成像技术的显微CT(Micro-CT)对小鼠听泡进行形态学观察,建立中耳、内耳的3D模型,探讨Micro-CT在耳科影像学上的应用.方法 颈椎脱臼处死小鼠,剥离听泡,苦味酸固定后行Micro-CT扫描,获得2D图像,应用Amira-5.4建模重构获得3D模型.结果 获得了空间视觉良好的3D模型,鼓膜、中耳听骨链及其局部结构清晰,内耳前庭、半规管、耳蜗形态完整,内部微结构显像；听泡模型整体立体透视良好,可做任意的轴向旋转,得到所需目标图像.结论 应用Micro-CT对小鼠听泡进行无损成像,可同时获得标本的外部形貌和内部细节特征,所获图像分辨率高,建模重构所获3D模型空间视觉较好.Micro-CT样本制备过程简单,操作便捷,设备占用空间小,具有良好的发展前景.
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骨小梁微结构对牙种植体有限元分析的影响
目的 利用显微CT和锥形束CT分别扫描建立含种植体的下颌骨三维有限元模型,比较分析骨小梁微结构对种植体骨界面力学特性分布的影响.方法 拔除比格犬下颌第三、四前磨牙后植入2枚种植体,3个月后取含种植体的颌骨标本,用显微CT和锥形束CT扫描,分别建立含种植体和骨小梁微结构、含种植体和骨小梁宏观结构的下颌骨三维有限元模型(分别简称为精确模型和简化模型),导入Ansys 14.0软件进行有限元计算.结果 与简化模型相比,精确模型两枚种植体骨界面应力平均值明显增大,大值变化不明显,等效应力大值是简化模型的80％和110％,平均值是简化模型的290％和170％;而两枚种植体应变大值和平均值均明显减小,等效应变大值为简化模型的17％和26％,平均值为简化模型的21％和16％.简化模型种植体骨界面应力应变集中较明显;而精确模型种植体骨界面等效应力应变集中不明显、分布较均匀,主要集中于骨小梁.结论 含骨小梁微结构的精确模型可明显影响种植体骨界面应力应变的分布,骨小梁结构有分散应力和缓冲载荷的作用.
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新型环氧树脂聚合体积收缩率及聚合收缩应力初探
目的 评价新型环氧树脂的聚合体积收缩率和聚合收缩应力,为其临床应用提供参考.方法 选用3种复合树脂材料:A组:丙烯酸酯树脂(XenoⅢ-TPH)；B组:丙烯酸酯树脂(Clearfil SE bond-Clearfil Majesty Posterior);C组:新型环氧树脂(FiltekTM silorane adhesive-P90).3组复合树脂经光照固化后,用显微CT测量聚合体积收缩率,用万能材料实验机测试聚合收缩应力.结果 A、B和C组复合树脂的聚合体积收缩率分别为(3.38±0.17)％、(1.95±0.37)％和(1.05％±0.09)％；C组小,与A、B组的差异均有统计学意义(P ＜0.001).A、B和C组复合树脂的聚合收缩应力分别为(3.04 ±0.26)、(3.49±0.46)和(1.54±0.15) MPa;C组小,与A、B组的差异均有统计学意义(P＜0.001).结论 新型环氧树脂具有优良的低聚合收缩性能.
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咬合功能减退对大鼠下颌骨影响的三维显微结构观察
目的 探讨实验性咬合功能减退对大鼠下颌骨三维显微结构的影响,以期为研究应力改变对颌骨形态、结构等的影响提供实验依据.方法 40只雄性SD大鼠采用随机数字表法随机分为咬合功能减退组和对照组,每组20只.在咬合功能减退组大鼠上下颌前牙戴金属顶盖,使后牙无咬合接触,建立咬合功能减退模型；对照组大鼠前牙戴金属环,后牙保持正常咬合接触.于实验开始时(0周)和实验2、4、6、8周末分别麻醉并处死每组4只大鼠,测量体质量,并用显微CT测量下颌牙槽骨骨松质的三维显微结构.结果 与对照组相比,实验4周咬合功能减退组大鼠下颌牙槽骨骨体积/总体积开始降低[对照组(0.65±0.05)％,咬合功能减退组(0.60±0.05)％,P＜0.05],并持续到实验8周[对照组(0.72士0.06)％,咬合功能减退组(0.51±0.07)％,P＜0.01]；骨小梁厚度也出现类似变化,表现为实验4、6、8周咬合功能减退组显著低于对照组[对照组分别为(168±15)、(170±25)和(180±18) μm,咬合功能减退组分别为(152±20)、(145±19)和(142±15) μm,P＜0.05]；咬合功能减退组大鼠下颌牙槽骨骨小梁间隙逐渐升高,实验4、6、8周时与对照组差异有统计学意义[对照组分别为(264 ±21)、(284±17)和(282±26) μm,咬合功能减退组分别为(306±30)、(316±18)和(332±18) μm,P＜0.05]；而骨小梁数量在实验6周开始下降[对照组(3.59±0.22) mm-1,咬合功能减退组(3.03±0.31) mm-1,P＜0.05],一直持续到实验8周[对照组(3.66±0.24) mm-1,咬合功能减退组(2.85 ±0.18) mm-1,P＜0.01].结论 咬合功能减退可导致下颌骨骨松质三维显微结构改变,出现骨丢失.
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人股骨头坏死微观结构及成骨、破骨细胞活性的区域性分布特征
目的 比较人股骨头坏死标本不同区域的骨微观结构及成、破骨细胞活性.方法 收集2011年3月至2013年5月行全髋关节置换的非创伤性股骨头坏死患者术后的股骨头标本10例(FicatⅣ期),男6例,女4例;年龄40～ 57岁,平均47.7岁.Micro-CT扫描后,根据影像学识别骨质密度不同,将每个标本分为软骨下骨区、坏死区、硬化区、健康区,通过病理学检测、纳米压痕、实时荧光定量PCR、免疫组化染色等方法对不同区域的骨微观结构、微观力学性能及成骨、破骨细胞活性进行比较.结果 Micro-CT结果显示,股骨头坏死标本软骨下骨区及坏死区的骨小梁连续性破坏;硬化区的骨小梁数目增多,间隙变窄;正常区域骨小梁结构完整,厚度分布均匀.软骨下骨区、坏死区、硬化区和健康区骨小梁的弹性模量分别为(13.808±4.22) GPa、(13.999±3.816) GPa、(17.266±3.533) GPa和(11.927±1.743) GPa;硬度分别为(0.425±0.173) GPa、(0.331±0.173) GPa、(0.661±0.208)GPa和(0.423±0.088) GPa.抗酒石酸酸性磷酸酶(Trap)染色结果显示,软骨下骨区和坏死区可见Trap染色阳性细胞,硬化区及健康区未见Trap染色阳性细胞.免疫组化染色结果显示,骨形成相关因子Runx2和BMP2在硬化区及健康区表达高于其他区域;骨吸收相关因子RANK和RANKL在软骨下骨区及坏死区表达高于其他区域.结论 股骨头坏死塌陷过程中,骨微观结构发生明显改变,而坏死区骨小梁微观力学强度较健康区无显著降低.股骨头坏死标本中软骨下骨区及坏死区破骨细胞活性增强,硬化区成骨细胞活性增强.
