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骨移植替代物(骨组织工程支架)是骨科中一个不断发展的领域。与广泛应用于组织工程领域的合成高分子如聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)相比,热塑性聚氨酯(TPU)由于其具有良好的弹性、柔韧性以及可调控的结构性质,并且能够与骨骼保持紧密接触为细胞增殖和骨生长提供稳定的骨-材料界面环境,受到了广泛关注。但是,TPU支架的亲水性差且细胞识别位点少,从而限制TPU支架的发展。因此,如何制备出具有较高孔隙率、合适的力学强度和良好生物相容性等优点的TPU支架仍然面临挑战。本论文重点研究TPU三维多孔支架制备及对其表面进行功能化修饰,主要工作包括:1.基于真空辅助/热致相分离/溶液浇注/粒子沥滤技术,分别结合物理共混与超声辅助方法制备获得了两种TPU/纳米羟基磷灰石(HA)复合三维多孔支架。结果表明,TPU/HA复合支架具有三维多孔结构,同时具有良好的内部连通性。超声辅助方法使HA纳米颗粒均匀分散于TPU支架表面。在TPU支架中添加HA能明显提高支架的综合性能。超声辅助技术制备的复合支架其亲水性能、吸水性能、力学性能以及细胞相容性都优于物理共混方法制备的复合支架。2.为了增强TPU/HA复合支架中TPU基体与HA填料的界面结合作用,利用多巴胺自聚合原理对超声辅助工艺获得的TPU/HA复合支架进行表面修饰,制备出表面具有均匀聚多巴胺(PDA)纳米涂层的PDA-HA@TPU复合支架。结果表明,PDA成功涂覆在TPU/HA复合支架表面。PDA-HA@TPU复合支架具有较高孔隙率、良好内部连通性。与TPU/HA复合支架相比,PDA-HA@TPU复合支架的亲水性能和力学性能明显增强。动态力学分析(DMA)表明PDA涂层作为生物胶水能明显提升TPU基体和HA纳米颗粒之间的界面结合力。另外,细胞相容性实验表明PDA涂层可以促进成骨细胞在支架上生长与增殖能力。3.针对TPU/HA支架中HA在基体中易团聚的缺点,采用多巴胺对HA进行表面改性。首先在HA表面修饰PDA涂层获得p-HA复合粒子,随后将改性的颗粒与TPU共混制备TPU/p-HA支架,最后使用超声辅助技术制备内外表面均具有p-HA复合纳米颗粒的双层p-HA@TPU/p-HA复合支架以提高其综合性能。结果表明:PDA成功涂覆在HA表面。双层p-HA@TPU/p-HA复合支架的热稳定性与亲水性能明显提高。同时支架具有良好的耐压缩性,即使对其施加100次60%形变的循环挤压试验,仍然可以迅速恢复原样。体外细胞实验表明,双层p-HA@TPU/p-HA复合支架有利于促进成骨细胞的粘附和增殖。