研究背景:在临床工作中,对于由骨创伤、骨肿瘤、骨相关疾病以及骨感染引起的骨缺损的治疗是很具有挑战性的。海藻酸钠是一种带羧基的阴离子聚合物,可与阳性金属离子的相互作用发生简单可逆的凝胶化。铜离子已被证实具有促进骨形成的生物活性。大麻二酚可有效促进骨折愈合,并减少促炎细胞因子的释放。研究目的:为解决目前临床上骨缺损的难题,在骨缺损填充材料上,我们以海藻酸钠、铜和大麻二酚为原材料设计了一种能够抑制炎症,抑制细菌生长并促进骨再生的生物活性材料。以期为目前开放性骨缺损提供新的治疗方案。实验方法:1.合成负载大麻二酚的海藻酸铜水凝胶并验证其材料表征,包括扫描电镜、表面元素能谱检测、红外光谱检测、X射线衍射、热性能检测、溶胀性检测、铜离子释放实验、机械性能检测、抗菌性能检测。2.负载大麻二酚的海藻酸铜水凝胶的生物相容性检测。3.负载大麻二酚的海藻酸铜水凝胶成骨能力的检测。4.负载大麻二酚的海藻酸铜水凝胶成骨相关基因、炎症相关基因的检测。实验结果:1.在我们的这项研究中,我们设计并制造了一种基于海藻酸盐（SA）的多功能水凝胶（SA@Cu/CBD）,其中含有大麻二酚（CBD）、铜离子（Cu）,用于修复开放性骨缺损。2.通过理化表征的实验结果表明,我们成功制备了 SA@Cu/CBD水凝胶,同时结果表明,我们制备的这种水凝胶具有合适的溶胀比、较好的热稳定性和较稳定的力学性能。体外抗菌活性的实验结果表明,与对照组相比,90%以上的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌被抑制。3.生物相容性及成骨能力检测显示SA@Cu/CBD水凝胶具有很好的生物相容性,且具有很好的成骨潜力。4.基因表达检测显示SA@Cu/CBD水凝胶中成骨标志物（ALP、Col1α1、OCN和RUNX2基因）和血管生成标志物（EGFL6和VEGF基因）的mRNA表达水平较对照组显着上调,与此同时与不含大麻二酚的SA@Cu水凝胶相比,SA@Cu/CBD水凝胶组中炎症细胞因子（TNF-α和IL-1β）的mRNA表达水平显着下调。实验结论:我们成功的合成了一种新的可用于促进开放性骨缺损再生修复的生物材料SA@Cu/CBD水凝胶。在体外研究中它显示出了显著的抗菌、抗炎、促进血管生成和促进成骨活性。因此,SA@Cu/CBD水凝胶可能是修复开放性骨缺损的一种比较有前景的生物学材料。