手术切除、意外事故和炎症等引起的骨损伤影响患者的生活质量,甚至导致残疾。内固定通过植入物将损伤的骨固定在一起,是治疗骨损伤的常用方法。由不锈钢和钛合金等金属制成的植入物强度较高,能够提供良好的固定作用,但是它们的杨氏模量远高于人体骨,会引起应力遮挡。此外,不锈钢和钛合金不可降解,长期停留在体内可能导致移位、有害金属离子释放等问题,严重时需要通过手术取出。对于结构性骨缺损,常采用自体骨或同种异体骨进行填充,但自体骨存在来源有限、增加创伤的缺点,同种异体骨具有引起免疫排斥和携带潜在病原体的缺点。可降解聚酯不引起应力遮挡,植入体内后可以逐渐被吸收,从而避免金属植入物需要取出的问题。可降解聚酯还具有来源丰富、不引起免疫排斥等优点,在骨修复领域引起了广泛的关注。本研究制备了生物可降解聚丁二酸甘油酯[poly（glycerol succinate）,PGS],并将其应用于内固定材料。首先,以甘油和丁二酸为原料合成PGS,设置不同的反应物比例和交联时间来研究反应条件对聚合物性质的影响,采用核磁共振氢谱、红外光谱、差示扫描量热和热重分析等对产物进行表征,结果显示合成了目标聚合物,所合成的产物具有良好的热稳定性。静态水接触角和吸水率测试显示PGS具有较好的亲水性,通过改变反应条件可以对其亲水性进行调节,PGS的亲水性随着反应物中甘油比例的上升或交联时间的下降而上升。对产物弯曲性能的测试结果表明PGS具有良好的机械强度。PGS是可降解聚合物,提高甘油的比例或缩短交联时间使降解速率增大。其次,以PGS为原材料制备螺钉,通过检测细胞毒性、细胞增殖进行体外评价,结果显示材料对小鼠前成骨细胞没有毒性,细胞在PGS表面的增殖速率高于在聚己内酯表面的增殖速率。进一步在体内评价螺钉的组织相容性,将螺钉植入大鼠皮下,2周后通过组织学染色进行分析,发现螺钉没有引起明显的不良反应。将螺钉植入兔股骨髁评价其在骨组织内引起的反应,通过微计算机断层扫描和组织学染色对植入部位进行分析,结果显示植入物周围的骨组织形成与螺纹互补的结构,且产生了新骨。针对骨的结构性缺损,本研究将聚丁二酸乙二醇酯[poly（ethylene succinate）,PES]和HA复合,采用三维打印（three-dimensional printing,3D打印）制备PES/HA支架,用于骨缺损的修复。支架的孔径为260μm,HA在复合物中分布均匀,支架的压缩强度和压缩模量分别为16.66±2.10 MPa和26.39±7.17 MPa。PES可降解,HA的加入提高了支架的降解速率。采用小鼠前成骨细胞在体外评价支架的细胞相容性,结果表明细胞可以在支架上正常粘附和增殖。研究支架对细胞成骨分化的影响,发现复合支架可提高小鼠前成骨细胞的碱性磷酸酶活性,促进钙盐沉积。对支架进行体内评价,大鼠皮下植入的结果表明组织能长入支架的孔隙中,且支架没有引起明显的不良反应。采用大鼠颅骨缺损模型评价支架的体内骨修复效果,微计算机断层扫描和组织学染色显示PES/HA复合支架组的骨组织覆盖率、骨体积分数和骨小梁数目较高,新骨的分布范围较广。PES/HA支架具有应用于骨缺损修复的潜力。