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仿照松质骨的立体网状结构,将生物陶瓷纤维搭接制备的三维多孔支架预期能为骨再生提供适宜的微环境。具有良好成骨生物活性、高长径比、高比表面积的羟基磷灰石纳米线(HANWs)和硅酸钙纳米纤维(CSNFs)等被认为是用来构建生物陶瓷纤维支架的理想材料。但是,陶瓷材料固有的脆性、以及陶瓷纤维搭接形成的三维多孔结构的力学稳定性不足,都限制了它们直接作为骨组织工程支架应用。将可降解高分子基生物材料与生物陶瓷支架复合,是一种改善陶瓷支架脆性、提高陶瓷支架力学性能的可行策略。聚合物和生物陶瓷纤维的种类,都会对最终获得的有机-无机复合支架的性能产生显著影响。因此,本研究制备了 HANWs和CSNFs两种具有不同降解速率的生物陶瓷纤维,基于聚合物的亲疏水性、结晶性/无定型、降解速率等差异,选择了明胶、左旋聚乳酸(PLLA)、聚(丙交酯-乙交酯)(PLGA)、聚己内酯(PCL)和聚(丙交酯-己内酯)(PLCL)五种聚合物,进行了有机-无机复合三维纤维支架的制备与表征研究,系统比较了聚合物和陶瓷纤维类型对支架的微观结构、力学性能、降解性能和生物学性能的影响规律。具体研究如下:(1)通过水热法成功制备了 HANWs,其直径为几十纳米,长度为几十微米,XRD结果证明其具有结晶HA的特征衍射峰;通过前驱体溶胶凝胶结合静电纺丝和高温烧结技术成功制备了连续的CSNFs,直径约为150 nm,XRD结果证明其为结晶的β-CaSiO3。(2)通过将HANWs水分散液冷冻干燥成型,经高温烧结处理得到HANWs三维支架,再采用聚合物溶液进行涂覆制备了聚合物包覆的HANWs三维支架。通过改变HANWs水分散液的浓度、烧结温度和聚合物溶液浓度等参数,结合微观形貌、孔隙率、孔径和力学性能等表征,确定了优化的支架制备参数,所制得的HANWs三维支架均具有相互贯通的孔结构,孔壁由HANWs搭接形成,支架孔隙率>80%;细胞培养结果证实,上述支架无细胞毒性,细胞亲和性良好。(3)采用优化的支架制备参数,成功制备了 PLLA、PLGA、PCL、PLCL和明胶包覆的五种HANWs三维支架,以无聚合物包覆的HANWs三维支架为对照,对支架的微观结构、力学性能和降解性能等进行了系统比较研究,发现:所有聚合物的涂覆都能有效提高HANWs支架的压缩强度,其中PLLA和明胶增强效果最为显著;结晶性HANWs自身的降解速率很慢,聚合物的涂覆可以不同程度促进支架的降解;所有支架力学性能均随着降解逐渐下降,明胶和PLGA包覆支架的降解最为显著,PLLA和PLCL包覆支架的力学稳定持续时间较长。综合考虑支架的各项性能,选择亲水性明胶、结晶性PLLA和无定型柔性PLCL开展后续研究。(4)CSNFs具有显著快于HANWs的降解速率,且所释放的含硅离子具有促成血管和促成骨的活性,因此将不同比例的CSNFs与HANWs混合,采用前述方法制备得到复合陶瓷纤维三维支架,分别采用明胶、PLLA和PLCL进行包覆,对支架的微观结构、力学性能、降解性能和生物学性能等进行了系统比较研究,发现:聚合物包覆不仅提高了支架的力学性能,还减缓了 CSNFs的降解和离子溶出速率,避免了水介质pH值的迅速上升;与HANWs支架相比,随着支架中CSNFs含量的增加,复合陶瓷纤维支架的力学性能逐渐下降;骨髓间充质干细胞(BMSCs)的增殖和成骨分化表征结果显示,各复合陶瓷纤维支架均表现出良好的生物相容性和促成骨分化潜能,与HANWs支架相比,当CSNFs和HANWs的重量比为1:3时,复合陶瓷纤维支架既具有适中的降解速率和力学性能,也具有较高的促成骨分化活性。综上所述,由生物陶瓷纤维制备的三维多孔支架,可以通过选择合适的聚合物涂层,以及不同生物陶瓷纤维的复合,来调控支架的力学性能、降解行为和成骨生物活性,本论文的研究结果可为不同骨修复需求提供支架设计和制备参考。