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骨组织损伤的再生修复是一项重大的医学健康问题,也是临床骨科治疗的难题之一。对于骨损伤的治疗,目前临床的主要方法有自体骨移植、异体骨移植等,但存在自体骨移植供体不足及附加损伤,异体骨移植因机体排斥反应易导致一系列并发症等问题。近年来,载药微球、医用高分子水凝胶在药物控释、骨组织修复再生等生物医学领域的研究已经得到广泛关注,它们的有机-无机杂化生物医用材料的相关研究尤其受到重视。本论文根据骨基质中有机基质对无机钙磷矿物的有效调控机理,采用有机-无机杂化技术,构建两种促进骨组织修复的有机-无机杂化生物材料体系:(1)结合电磁场促进组织再生的生物学机制,利用双相原位杂化技术,制备微-纳磁性载中药复合微球体系;(2)结合动态可逆共价键赋予水凝胶的自愈合功能,制备自愈合纳米复合水凝胶体系。本论文主要研究内容和结果如下:1、微-纳磁性载中药复合微球的构建及表征。以壳聚糖(CS)为有机模板,调控无机相纳米羟基磷灰石(nHA)和Fe3O4在有机基质上原位成核结晶,以中药淫羊藿苷(ICA)为药物模型,构建CS/nHA/Fe3O4-ICA磁性载中药微球,并考察其溶胀、降解、体外释放等理化性能。SEM、FT-IR、XRD、TGA等结果显示,该复合微球形态圆整,呈微-纳多孔结构,表面有纳米粒均匀分散,表明无机相纳米nHA和Fe3O4已原位合成,但结晶度相对纯nHA较弱,符合天然骨的特点,并成功负载ICA;磁性实验表明,该微球磁性良好;与CS/nHA-ICA微球相比,磁性载中药微球中,无机双相nHA和Fe3O4在有机质CS中均匀分布,充当无机交联剂,协同诱导该复合微球拓扑结构的自动调整,适度降低溶胀率及降解性,进一步促进药物控缓释性。2、自愈合纳米复合水凝胶体系的构建及表征。将乙二醇壳聚糖(GCS)与具有骨传导性的无机相磷酸钙纳米颗粒(CaP)复合后,与醛基功能化海藻酸钠(OSA)发生席夫碱反应,生成动态可逆的亚胺键,分别制备四组不同组分比R= M-NH2:M-CHo = 0.1、0.3、0.6、0.9 的 CaP-GCS-OSA 纳米复合水凝胶,并对其相关性能进行研究。结果表明,四组水凝胶表面皆有短棒状CaP纳米粒均匀附着,呈现多孔结构;流变性测试发现,R = 0.6水凝胶弹性性能非常优越且具有完整的三维网络结构,由此以R= 0.6为最优选;R= 0.6水凝胶具有良好的自愈合性,并且能够很好的应对酸碱的刺激响应性;随R值增大,亲水性逐渐增强,溶胀性略微下降,降解性增强,药物的累积释放量也随之增加;体外释放实验发现,水凝胶具有良好的药物控缓释性。3、两种有机-无机杂化生物材料体系的生物相容性表征。分别建立两种体系与成骨细胞复合培养的体外评价模型,评价两种杂化体系的细胞毒性、生物相容性。细胞实验结果表明,CS/nHA/Fe3O4-ICA微球的生物相容性明显优于CS/nHA/Fe3O4微球,成骨细胞增殖显著、形态稳定、存活率高;R = 0.6水凝胶相对于空白组,生物相容性更加良好,细胞增殖趋势稳定、基本无细胞凋亡。所制备的两种有机-无机杂化生物材料体系具有良好的药物控缓释性和生物相容性,并可有效促进成骨细胞增殖,有望用作促进骨修复的生物医用材料。