骨组织再生一直是骨科和颅面外科面临的重要挑战,目前骨替代物正越来越多地用于外科手术中。在这项研究中,我们尝试通过在聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面接枝纳米温敏聚合物分子刷,在其表面进行小鼠成骨前体细胞(MC3T3-E1)细胞的培养,然后通过降温以获取MC3T3-E1细胞片,并通过脱细胞处理获得MC3T3-E1来源的细胞外基质片,探究了它们在骨缺损修复中的应用。本文主要分为以下三个部分:本文第一部分:我们通过紫外光引发接枝聚合反应将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)接枝到PDMS表面制备温敏性PDMS,在其表面培养细胞后通过降温获取了完整的MC3T3-E1细胞片,并评价了获取的细胞片的表面形貌和形态。此外,通过脱细胞技术处理细胞片获得了 MC3T3-E1来源的细胞外基质片,评价了骨髓间充质干细胞(BMSC)在细胞外基质片上的生长形态、趋化性和细胞外基质片的体外成骨潜力。结果表明,可以通过在PDMS上培养MC3T3-E1细胞并进行脱细胞来获得完整的细胞外基质片;收获的细胞外基质片以浓度依赖的方式对BMSC表现出趋化作用;与对照组和甲基丙烯酸酐化明胶(GelMA)组相比,MC3T3-E1衍生的细胞外基质片可以促进BMSC的体外成骨分化,并具有更高的成骨相关基因表达和增强的矿化作用。本文第二部分:我们探究了适度力学刺激对于细胞片的影响,结果表明,经过适度力学刺激和未经过力学刺激培养的细胞片表面形态没有明显差异,但经过适度力学刺激后的细胞片具有更高的模量。在体外使用明胶转移法构建双层细胞片,分别构建了经过适度力学刺激和未经过力学刺激培养的双层细胞片。我们使用小鼠颅骨缺损模型评价了未经过力学刺激培养和经过适度力学刺激培养的MC3T3-E1细胞片叠加成的双层细胞片的体内骨修复效果。Micro-CT和H&E染色结果表明,经过适度力学刺激后的双层细胞片具有更好的修复效果。本文第三部分:我们将细胞外基质片作为仿生骨膜,将其包裹在GelMA水凝胶表面,以构建骨膜-骨仿生骨替代物。通过兔子桡骨大段骨缺损模型评价了该替代物对于大段骨缺损的修复效果。Micro-CT和H&E染色结果表明,通过在GelMA表面包裹细胞外基质片可以促进大段骨缺损的修复。因此将细胞外基质片与GelMA相结合可能为骨组织工程提供一种有前景的骨膜-骨仿生骨替代物。