由于疾病、自然灾害、交通事故等频繁发生，以及人口老龄化的加剧，导致临床上骨缺损、大段骨缺损的病例日益增多，这直接催生临床对高活性骨修复材料的巨大需求。从仿生学的角度设计制备具有多孔结构和力学性能的生物活性支架是解决这一问题的根本途径。磷酸钙盐由于具有良好的生物相容性、生物降解性、骨传导性以及无毒副作用等特性，被广泛用做骨组织修复支架材料。然而，传统磷酸钙盐多孔支架材料本身脆性大、力学性能差，尤其是当孔隙率较大时，这直接影响其在临床上的使用和治疗效果。聚癸二酸甘油酯(PGS)是一种通过两步法合成的新型高分子弹性体，由于其良好的生物相容性与突出的力学优势，被逐渐应用于骨修复材料的增韧改性中。然而由于PGS交联后亲水性能较差，导致细胞亲和力差不利于进一步的骨组织修复。鉴于此，本文将通过PEG化的聚癸二酸甘油酯(PEGS)共聚物对磷酸钙骨水泥支架(CPC)进行复合改性。主要研究高分子材料的合成条件对其理化性能的影响规律，评价复合支架在力学性能、体外生物学性能和体内成骨表现，并进一步探索其成骨活性的内在机制。得到的主要研究结论如下:　　1.PEGS的合成与表征　　采用“小分子预聚-交联”两步法合成PEG改性PGS聚合物。主要研究PEG的接枝含量、反应过程中羧基羟基配比对于合成进程以及PEGS预聚体的分子量、化学结构和热力学性能的影响。结果表明，首先在氨气氛围下、癸二酸和PEG摩尔配比2∶1、反应温度130℃，反应2小时后抽真空反应24小时，而后加入一定量的甘油继续抽真空反应48小时的条件下可成功合成PEGS预聚体。进一步采用150℃，36小时的进一步真空热交联，发现PEG接枝率分别为20％与40％时，对应羧基羟基配伍为为1/1和3/2时，具有最为稳定的热交联固化性能，且得到的PEGS20和PESG40弹性体的接触角分别为77°和69°，相比未经改性的PGS(89°)均得到了显著的提高。　　2.CPC/PEGS复合支架的可控制备与优化　　采用“PEGS预聚物渗入-原位聚合”两步法制备得到CPC/PEGS复合支架。研究了双变量因素即PEGS中不同PEG接枝含量和复合支架中不同PEGS负载量对于复合支架性能的影响。结果表明:在PEG接枝含量为0％，在PEGS固含量为24％，得到的CP0/24复合支架的最大压缩强度为3.82MPa，相比CPC提高了5倍。在PEG接枝含量为40％，在PEGS固含量为24％，得到的CP20/24支架断裂伸长率为13.20％，相比于CPC提高了3倍。以大鼠间充质干细胞(rBMSCs)为模型，体外细胞实验的结果表明rBMSCs在复合支架上的粘附与增殖随着其PEG接枝含量和PEGS负载量的上升而显著提高。对于成骨早期碱性磷酸酶的活性(ALP)表达中可以发现，在PEG接枝含量为20％，PEGS固含量为18％的CP20/18支架具有最佳的成骨表达，进一步的相关成骨基因与蛋白表达具有相同的结果。综合分析，复合支架中PEGS固含量为18％、高分子中PEG接枝含量的范围在20％至40％，其力学行为、细胞粘附、增殖和成骨分化的性能均有显著的提高。　　3.CPC/PEGS复合支架的体内成骨及其促进成骨潜在机理　　在上述研究基础上，选取PEGS固含量为18％的CPX/18组进行体内成骨的评价。通过微计算机断层扫描、荧光三标、组织切片染色和免疫荧光染色证明了CPC/PEGS具有更突出的成骨效果，尤其是CPC/PEGS20复合支架成骨效率最高。进一步通过基因矩阵和蛋白水平分析CPC/PEGS20复合支架促进成骨分化的内在机制，研究发现该复合支架可以显著提高粘附细胞中缺氧诱导因子-1α(Hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α)的表达，进而通过激活HIF信号通路及其下游内源性BMP-2、TGF-β、VEGF以及Wnt信号通路，最终通过激活MAPK通路达到成骨的目的。本研究实现了在不外加任何激活HIF信号通路的离子（如钴离子）或药物（如DFO）的情况下，通过PEGS复合显著提高HIF-1α表达，为新型激活再生材料的设计提供了一个全新的思路。