骨组织缺损的修复一直是骨科临床上所面临的重大挑战。人工骨由于其来源广,无疾病传播风险,形状结构、化学组成可控等优点,成为骨组织修复领域的研究热点。随着材料科学和增材制造技术的发展,人工骨已经能够实现骨组织结构的仿生,但仍存在诱导细胞增殖、分化能力弱的问题。要解决上述问题,这就要求人工骨支架能够仿生骨细胞和组织生长的微环境。电学微环境是骨组织重要微环境之一,在骨的代谢和重建中具有十分重要的意义。此外,物理刺激（电刺激、磁刺激等）对细胞的黏附、增殖及分化有重要的调节作用。本文旨在利用选择性激光烧结技术逐层堆积、自由成型的特性制备多孔人工骨支架,实现对人工骨支架的多孔结构精准调控和个性化定制,并利用压电材料固有的压电性完成对骨电微环境的仿生,促进细胞的增殖、分化,从而促进对缺损骨组织的修复。论文的具体研究工作如下:1.通过选择性激光烧结技术制备了PVDF（聚偏氟乙烯）基压电复合支架,利用PVDF的压电性实现对骨电微环境的仿生,并通过引入氧化石墨烯（GO）提升PVDF压电性能。结果表明,GO的含氧官能团可以形成与PVDF的氟基团形成强氢键,这将诱导PVDF中的α相转变到β相,从而提升支架的压电性能。随着GO的引入,支架的压电性能得到明显的改善。体外细胞培养实验表明,由于压电性改善,PVDF/0.3GO复合支架更能够促进细胞增殖、分化。此外,在GO的纳米增强作用下,PVDF/0.3GO复合支架的压缩强度和拉伸强度分别提升了97.9%和24.5%。2.针对PVDF压电常数较低,单一碳材料难以提升支架的压电常数的问题。提出将高压电常数的钛酸钡引入PVDF基体,并利用碳层和钛酸钡构建核壳结构,获得高性能的压电人工骨支架。结果表明,核壳结构可以很好地解决陶瓷和聚合物之间介电常数差异造成压电陶瓷难以完全极化的问题。在50 N的机械压力作用下,BT@C-1/PVDF得到最高的开路电压5.7 V和最大的的短路电流79.8 n A。细胞实验结果显示,BT@C-1/PVDF支架在超声刺激作用下能够释放电刺激促进细胞的增殖和分化。此外,由于刚性颗粒的强化效应,BT@C-1/PVDF支架的拉伸强度和压缩强度分别提高了22.6%和71.4%。3.四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒是理想的微磁源,可以为人工骨支架提供磁刺激的功能,与PVDF结合可以实现电磁双重刺激的人工骨支架。然而,Fe3O4纳米颗粒容易发生团聚,而且存在PVDF与Fe3O4纳米颗粒之间的界面结合较弱的问题。提出通过原位生长技术将Fe3O4纳米颗粒负载在氧化石墨烯（GO）的表面构建纳米体系,解决Fe3O4纳米颗粒的团聚和弱界面结合问题。一方面,Fe3O4纳米颗粒生长在GO上能够实现良好的分散。另一方面,GO表面的含氧基团与PVDF的氟基团之间形成强氢相互作用可以改善Fe3O4纳米颗粒与PVDF基体之间差的界面结合。结果表明,GO@Fe3O4磁性纳米粒子可为复合支架提供了围绕其周围的磁场。PVDF/GO@Fe3O4复合支架的饱和磁化强度为2.0 emu/g,同时,由于GO诱导PVDF发生相转变的作用,PVDF/GO@Fe3O4复合支架表现出最高的压电输出。细胞实验结果显示,细胞在PVDF/GO@Fe3O4复合支架上表现出最大的铺展面积和最好的增殖、分化情况。