骨是一种高度血管化的组织,骨修复过程中的血管化与成骨相互协同作用促进骨的生长和重塑。植入物与骨缺损部位的结构吻合不良和早期新生血管的延迟,导致骨缺损修复效率低下。在骨组织结构层面,血管网络在骨重建过程中发挥重要作用,能够为细胞存活提供适当的氧气和营养供应,有效清除代谢废物,同时促进细胞增殖和新骨组织生长。但如何在骨支架内部快速有效地构筑结构良好的血管网络仍然面临着巨大挑战。天然骨组织的再生修复受多种生长因子的协同调控,其中内源性血管诱导因子和成骨诱导因子共同参与骨缺损修复。因此,如何开发具有序贯释放特性的双载药支架,以调控血管化骨再生进程,仍然是骨修复领域亟待解决的关键问题。研究表明小分子药物二甲基乙二酰氨基乙酸（DMOG）可以稳定低氧诱导因子-1α（HIF-1α）的表达,从而增强细胞中血管内皮生长因子（VEGF）的表达,最终诱导血管新生,并加速骨缺损的修复。本论文将3D打印技术和热致相分离（TIPS）技术相结合,开发了一种富含微通道网络的纳米纤维复合支架。首先,基于蔗糖牺牲模板策略,利用3D打印技术制备具有中空结构的聚己内酯（PCL）支架。然后,将明胶-硅（Gel-Si）基质灌入PCL支架的间隙中,构建以Gel-Si为纳米纤维网络、PCL支架为框架的复合支架（GP）。利用介孔二氧化硅纳米粒子（MSNs）进行成血管和成骨因子的负载,将负载成骨多肽（BFP）的MSNs（BM）加入Gel-Si基质,负载DMOG的MSNs（DM）沉积在复合支架表面,构建了一种成血管和成骨因子序贯释放以及骨微结构仿生的双载药纳米纤维支架（DBM/GP）。对制备的支架材料进行微观形貌观察,研究了支架材料的力学性能、降解性能和药物释放特性,并通过体外细胞实验和体内动物实验评估了支架材料的成血管和成骨能力以及骨缺损修复性能。主要研究内容包括以下几个方面:（1）通过调节硅溶胶的投量比例,明确硅溶胶含量对明胶-硅支架的孔隙结构和力学性能的影响。扫描电镜（SEM）结果显示,硅溶胶的投料比例增加会使纳米纤维网络结构更加疏松。压缩检测结果显示,一定比例的硅含量（10%-50%）能显著提高支架的压缩强度,硅含量为30%时明胶-硅支架的力学性能最优。基于蔗糖牺牲模板策略,可快速定制不同规格（微丝直径与间距）的中空PCL支架。SEM观察与染料灌注实验表明,PCL支架的表面具有微孔结构,其内部通道具有较好的连通性和渗透性。微观形貌观察结果表明制备的GP支架含有微通道网络和纳米纤维结构。体外降解测试表明,GP支架中的微通道结构能够提高支架的降解性能。体外硅离子和药物释放结果显示,制备的DBM/GP支架表现出长期的硅离子释放特性,而DMOG的释放速率大于BFP,这样的药物序贯释放模式有利于植入物的早期血管化和长效成骨。（2）体外增殖实验表明,制备的支架均具有良好的生物相容性,能够很好地支持细胞的粘附和增殖。通过划痕实验、Transwell细胞迁移和Matrigel成管实验研究了DBM/GP支架诱导人脐静脉内皮细胞（HUVECs）迁移和管状化结构生成能力,结果显示该支架比空白支架和单药物支架促进HUVECs迁移和管状化结构形成的效果更加显著。荧光定量聚合酶链式反应（q PCR）实验显示,DBM/GP组的HUVECs显示出比其他组更高水平的成血管基因表达。此外,相比其他支架组,DBM/GP支架组中骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨相关基因的表达、碱性磷酸酶（ALP）表达以及矿化结节的形成均显著提高,并通过激活磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路促进成血管因子的表达。（3）通过ICR小鼠皮下包埋实验评价了DBM/GP支架的体内成血管能力,血管灌注实验结果表明DBM/GP支架能够诱导更多的新生血管。通过SD大鼠颅骨缺损模型评价了DBM/GP支架的体内骨再生能力,micro-CT分析结果显示DBM/GP支架显著提高新骨生成能力,促进了骨缺损的再生修复。组织学染色和免疫荧光结果进一步表明,DBM/GP支架组具有更多的新骨生成、更强的血管化以及更好的骨缺损修复效果。综上所述,本论文基于糖模板牺牲策略,利用3D打印和热致相分离技术制备出仿生骨微结构的双载药纳米纤维支架。物理表征以及体内、外实验结果表明,该支架具有良好的微通道网络和纳米纤维结构以及成血管/成骨药物的序贯释放特性,能够促进体内血管化和骨再生,因而在骨缺损治疗中具有一定的应用前景。