创伤、感染、肿瘤、和先天畸形等多种原因会造成人体骨组织缺损,同时由于骨组织自我修复能力有限,使得人工骨修复材料的研发与应用尤为重要。目前常用的骨修复材料主要包括自体骨、异体/异种骨、生物活性陶瓷、高分子材料等,但各自仍有不足之处。为了更好地模仿细胞外基质的微观结构,使材料具有更好的骨传导性及骨诱导性,本课题利用高压静电纺丝技术制备了由消旋聚乳酸(PDLLA)、羟基磷灰石纳米颗粒(nHA)和氧化铁顺磁性纳米颗粒(y-Fe2O3-NP)组成的具有多孔结构的顺磁性纳米纤维复合材料支架。在材料中,聚乳酸作为聚合物基体材料为支架提供了力学强度和良好的生物相容性,羟基磷灰石纳米颗粒赋予了材料骨传导性,氧化铁顺磁性纳米颗粒使材料具有顺磁性。本课题重点研究和比较了在有、无外加磁场条件下,顺磁性纳米纤维复合材料在动物体内横突骨组织缺损的再生与修复过程中的作用。主要研究内容包括以下方面：(1)材料的顺磁性和外加磁场对骨组织再生与修复的促进作用研究通过对材料植入后早期的病理学及影像学观察,研究顺磁性纳米纤维复合材料在外加磁场条件下对骨组织再生与修复的促进过程：通过材料植入后的长期影像学观察,研究顺磁性纳米纤维复合材料在外加磁场条件下对骨组织再生与修复的促进过程及磁场的影响,并与自体骨移植组和单纯骨缺损组对比。(2)材料的生物相容性评价通过对材料植入后实验动物一般情况的观察、体重变化、血清总蛋白水平、血清谷丙转氨酶(ALT)水平、血清γ谷氨酰转肽酶(GGT)水平、血清肌酐(Cr)水平、肝脏及肾脏的病理学观察,检测材料植入后的全身反应；通过对材料植入后局部骨组织的大体观察评价材料植入后的组织反应。取得的主要研究结果如下：(1)随着植入时间的延长,大量细胞长入支架并将材料分割包裹,形成单核巨噬细胞增生构成的境界清楚的炎症反应。在材料被单核细胞吞噬降解的同时,可以发现具有分泌功能的成骨细胞增殖并聚集在材料周围,分泌并合成骨基质。(2)对比磁场环境下和无磁场环境下骨缺损部位的病理结果,可以发现磁场环境下的材料内部具有更多骨基质及新生血管的形成。材料植入后最终形成的横突骨组织与正常横突相比具有较好的形态,新形成骨组织的皮质厚度大于自体骨移植组,同时,在磁场环境下材料植入后骨组织表现出更快的骨重建过程。(3)材料植入后实验动物营养水平及体重均正常。血清谷丙转氨酶水平、血清γ谷氨酰转肽酶水平及血清肌酐水平均正常,肾脏及肝脏病理未见异常。材料植入后的骨组织大体观察,早期可看到材料表面少量的纤维组织包裹,最终形成的新骨组织形态正常。没有得到材料植入后导致严重组织排异或材料具有生物毒性而导致脏器受损的证据。