【摘 要】
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肿瘤,外伤,外科手术或炎症性疾病会导致严重的骨缺损,而骨骼的自我再生能力有限,需要大量的外科手术进行重建。然而临床应用的许多疗法,如自体或同种异体移植或假体材料均具有相当大的缺点。为了满足临床需求,迫切需要研发一款有效促进骨骼原位再生的骨组织工程支架。骨是一种具有特殊结构的有机/无机天然复合材料,因此从仿生角度来看,有机和无机成分的结合是制造类似于骨组织材料的自然策略。海藻酸钠（Alg）和ε-聚赖
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（2016YFC1100600）; 国家自然科学基金项目（31500762）; 广东省省级科技计划项目（2014B010133001）; 广东省省级科技计划项目（2016A010103009）
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肿瘤,外伤,外科手术或炎症性疾病会导致严重的骨缺损,而骨骼的自我再生能力有限,需要大量的外科手术进行重建。然而临床应用的许多疗法,如自体或同种异体移植或假体材料均具有相当大的缺点。为了满足临床需求,迫切需要研发一款有效促进骨骼原位再生的骨组织工程支架。骨是一种具有特殊结构的有机/无机天然复合材料,因此从仿生角度来看,有机和无机成分的结合是制造类似于骨组织材料的自然策略。海藻酸钠（Alg）和ε-聚赖氨酸（PL）均是天然高分子材料,具有可生物降解、生物相容性好等优点,在生物医学领域具有巨大的应用潜力。由于静电相互作用,富含羧基的Alg与富含氨基的PL形成了机械稳定的有机相。将具有优异骨诱导特性的58s生物活性玻璃（BG）掺杂在有机相中提高水凝胶的促成骨的能力。本论文围绕海藻酸钠、ε-聚赖氨酸、生物活性玻璃的结构与性质进行设计,成功构建出具有良好骨修复效果的复合水凝胶支架。主要的研究工作如下:运用3D打印技术结合Ca2+离子交联和EDC/NHS共价交联法制备了海藻酸钠（Alg）、海藻酸钠/生物活性玻璃（Alg/BG）和海藻酸钠-聚赖氨酸/生物活性玻璃（Alg-PL/BG）支架,并对比评价了三种支架的理化性质和生物学性质。与其他组别相比,Alg-PL/BG墨水打印性好,其支架机械稳定性高,并且具有良好的生物相容性。但其共价交联时间长,力学强度与自然骨组织不匹配,限制其在骨组织工程中的应用。为了提高Alg-PL/BG复合水凝胶的力学性能和减少水凝胶后处理时间,我们利用甲基丙烯酸酐将双键修饰到海藻酸钠分子链上,制备了甲基丙烯酰化海藻酸钠（MA-Alg）。然后将其与PL混合,在紫外光（UV）照射下制备MA-Alg-PL水凝胶。MA-Alg-PL水凝胶可以快速共价交联,具有较强的力学性能、良好的溶胀性、适宜的降解速率和良好的细胞相容性和粘附性,在负载药物和细胞方面具有巨大的应用潜力。为了进一步提高MA-Alg-PL水凝胶的生物活性和促成骨能力,将58s生物活性玻璃掺杂其中。采用3D打印技术结合紫外交联法制备了不同BG含量的MA-Alg-PL/BG复合水凝胶支架。BG的加入不仅提高了MA-Alg-PL水凝胶的力学性质,还显著提高了其体外羟基磷灰石形成能力。与此同时,MA-Alg-PL/BG具有良好的生物相容性,较强的促间充质干细胞成骨分化能力。
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