我国每年因创伤、感染、肿瘤和发育异常等原因催生了数百万的骨折及骨缺损患者,大范围或节段性的骨缺损通常难以自行修复,需要通过骨移植手术进行修复治疗。自体骨是最好的骨移植材料,但来源有限,会增加患者病痛,容易引发术后不适等并发症;异体骨是另一种比较理想的骨移植材料,其来源相对自体骨而言要广泛一些,但是存在免疫排斥反应,会导致某些疾病的传播以及引发肿瘤的生成。随着骨组织工程的快速发展,大量的人工骨替代材料被制备出来,它们在骨修复治疗中发挥着各自的优势,但同时每种材料也都存在着不足。基于此现状,我们创新性地设计了一种组合支架,该组合支架由多孔羟基磷灰石球粒、改性纯镁颗粒和多孔纯钛支架外壳三部分组装而成,以期综合各组分材料的性能,达到优势互补的效果。本论文研究过程中,采用如下技术路线和实验步骤展开研究:(1)采用溶胶一凝胶法,通过调整浆料固含量,制得了3种不同孔隙率的羟基磷灰石球粒,并对其表面形貌和表面结构进行了分析。(2)研究了表面处理对纯镁颗粒抗腐蚀性能的改进作用,通过浸泡溶液的pH值变化和镁离子浓度变化,以及浸泡前后不同组别颗粒形貌变化评价了不同表面处理对纯镁颗粒抗腐蚀性能的改善情况。(3)利用4种不同颗粒比例组合支架浸提液与MC3T3-E1细胞共培养,以体外考察支架材料溶出物质浓度及pH值的变化对细胞增殖活性及成骨分化的影响。(4)采用比格犬背肌肌袋模型对组合支架异位成骨性能以及支架内部材料变化情况进行了研究。由体视显微镜观察结果,可以得出本次实验制备得到的羟基磷灰石球粒都具有良好的类球形形貌;由SEM结果,发现固含量为20%的浆料所制得羟基磷灰石球粒拥有的微孔数量较多、晶粒较细小。体外浸泡实验结果表明,采用酸洗-钝化处理的纯镁颗粒浸泡溶液pH值可以稳定在8.50左右,且其由于材料腐蚀所产生的离子浓度明显低于其他各组,表明酸洗-钝化处理能够一定程度上提高纯镁颗粒的耐腐蚀性能。MC3T3-E1细胞实验结果表明,制备的不同颗粒比例的组合支架均具有良好的细胞相容性。Micro-CT结果显示,含镁颗粒支架组的骨小梁厚度和骨小梁数目都高于不含镁颗粒支架组;另外,序列荧光双标和甲苯胺蓝组织学染色观察结果表明支架的组织相容性良好,植入8周时支架内部的颗粒材料之间的间隙被软组织充填,但是,不含镁颗粒的组合支架内部主要是纤维组织,未见有血管生成,没有任何成骨迹象;其他各组支架内部颗粒材料之间则有大片矿化骨出现,且Mg颗粒周边降解所留下的空隙被新生骨组织充填,表明改性纯镁颗粒的存在确实提高了支架材料的成骨性能,其在动物体内具有一定的成骨诱导作用。综上,我们可以得出结论:本次研究我们设计制造的多组分材料组合支架具有良好的细胞相容性和组织相容性,且拥有一定的异位骨再生能力,是能够用于骨缺损修复的较理想支架材料。