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血运在骨生长与骨重建中具有重要的作用。缺乏生物活性及较慢的血管化效果依旧是限制人工生物材料广泛应用于临床,参与大块骨缺损修复的主要原因。近年来,材料组织工程学的快速发展,为构建具有生物活性的能快速被血管化的人工生物材料提供了可能。构建具有生物活性的能快速被血管化的组织工程支架,支架材料和种子细胞必不可少。故本课题通过3D打印技术制备贯通多孔的CS/β-TCP复合支架,选择HUVECs和hBMSCs共培养体系作为种子细胞,构建了具有生物活性、快速血管化及骨诱导性的组织工程支架。实验结果表明:在β-TCP中添加5%质量比的CS构成的多孔5%CS/β-TCP支架具有较好生物相容性,且具有体外促成骨成血管效果。通过Transwell技术和细胞示踪技术研究多孔5%CS/β-TCP支架对共培养体系的实时影响,发现5%CS/β-TCP支架能通过加强HUVECs和hBMSCs之间的BMP-2/VEGF旁分泌途径,促进共培养体系体外血管化。进一步,将HUVECs和hBMSCs共培养体系直接接种到5%CS/β-TCP支架上,探究种子细胞与支架材料间直接作用效果。研究发现,种子细胞均匀良好生长在5%CS/β-TCP支架上;5%CS/β-TCP支架能促进共培养体系向周围环境分泌BMP-2和VEGF;延长预培养时间,共培养体系还能在多孔支架上形成毛细血管样结构。这说明在不添加外源生长因子情况下,仅将共培养的HUVECs和hBMSCs接种到5%CS/β-TCP支架上,能成功构建一个具有支架材料、种子细胞、生长因子的预血管化环境。最后,将支架材料移植到裸鼠皮下研究其体内血管化和异位成骨效果。动物实验结果发现,5%CS/β-TCP支架在动物体内具有促新生血管生成效果及骨诱导性;5%CS/β-TCP支架能与共培养体系协同促进新生血管和异位骨形成。综上所述,本课题通过将共培养的HUVECs和hBMSCs负载到多孔5%CS/β-TCP支架上,成功制备了一种具有生物活性、能快速血管化及骨诱导性的组织工程支架,为运用血管化组织工程支架修复大块骨缺损提供了前景。