静电纺有机纳米纤维材料具有模拟天然细胞外基质（ECM）的拓扑结构而被广泛应用于组织工程。然而,有机纳米纤维材料存在降解速度快、力学强度弱等缺点。利用无机材料与之结合制备有机/无机复合纳米纤维有望解决其不足之处,并更好地应用于组织工程。有机/无机复合纳米纤维材料结合了无机纳米粒子或纳米纤维的突出优点,在力学性能、药物包封性和细胞响应性等方面表现出更好的特性,这有利于其在组织工程中的应用。制备有机/无机复合纳米纤维支架:一方面,相比于有机纳米纤维,复合纳米纤维有效地增强了材料的力学性能;另一方面,其中的无机成分可以显著促进细胞的黏附、迁移、增殖和分化。因此,开发具有多功能性的有机/无机复合纳米纤维支架材料具有重要意义。传统的有机/无机复合纳米纤维材料中的无机成分通常以颗粒的形式分布于纳米纤维中,而无机纳米纤维具有类似天然细胞外基质的纤维网状结构和微环境,相比于无机纳米颗粒更加利于细胞生长。在本研究中,通过静电纺丝法和模板剂法制备获得柔性的无机纳米纤维膜。使得有机/无机复合纳米纤维材料更好地应用到软硬组织再生中。因此,基于有机/无机复合纳米纤维材料优异的理化性能和生物活性,本文制备了具有不同无机成分的功能性支架材料,并将之应用于伤口愈合和骨缺损再生。具体的研究内容和结果可分为以下五个部分:（1）细菌感染会对伤口造成严重的继发性损伤并阻碍伤口愈合。我们通过静电纺丝制备了掺入氧化镁（MgO）纳米颗粒的聚己内酯/明胶（PCL/gelatin）纳米纤维膜,并研究了它们在伤口敷料中抑制细菌感染方面的潜力。PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜具有类似于天然皮肤组织的良好弹性和柔韧性,并且具有良好的亲水性,利于其与伤口表面在润湿的状态下贴合紧密。纳米纤维膜的抗菌能力与掺入的MgO纳米颗粒的量成正比,其中含有MgO纳米颗粒质量百分比为0.5%的纳米纤维膜可以抑制98%的大肠杆菌、90%的金黄色葡萄球菌和94%的表皮葡萄球菌的生长。动物实验结果表明PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜可以调节巨噬细胞表型,下调炎症反应,有助于减轻炎症并为伤口愈合创造有利的微环境。具体而言,PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜释放的镁离子(Mg2+)刺激巨噬细胞转变为促愈合M2表型。此外,PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜还可以通过上调内皮细胞的血管内皮生长因子（VEGF）的表达从而促进血管生成。PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜可以协调角质形成细胞表型,并且还降低了炎症细胞因子白细胞介素1-α（IL-1α）的表达,促进皮肤毛囊再生。上述结果表明PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜具有抑制细菌感染、减轻炎症、促进细胞外基质产生和上皮化的作用,阐明了其增强毛囊再生的机制,这证明了PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜具有作为感染型伤口敷料的应用潜力。（2）大量研究表明,血管生成不足是影响糖尿病伤口愈合过程的主要问题。因此,制备具有促进伤口血管生成能力的纳米纤维膜对糖尿病患者的伤口愈合来说具有重要意义。在上一章的研究中,制备的PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜被证明其释放的Mg2+具有促进血管生成的作用,因此我们将PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜应用于糖尿病伤口的愈合。体外细胞实验研究发现PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜在可以促进人脐静脉内皮细胞的增殖并上调其VEGF的产生。大鼠模型中皮下植入研究表明,与PCL/gelatin纳米纤维膜相比,PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜显示出更快的降解曲线。PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜在植入后一周就可以形成较多的血管,并且随着时间的推移,在降解后的纳米纤维膜内具有大量的新生毛细血管富集。PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜通过抑制炎症反应、促进血管生成和促进肉芽形成显著加速糖尿病伤口愈合。总之,实验结果证明具有促血管生成活性的PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜对于糖尿病伤口愈合有重要意义。（3）上一章研究发现,PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜所负载的MgO纳米颗粒水解过程中会带来周围环境p H增高和离子突释的问题。为了解决上述问题,本研究通过加入过量的醋酸将MgO纳米颗粒完全转化为醋酸镁（MgAC）制备了一种镁离子螯合的PCL/gelatin/MgAC纳米纤维膜材料,并研究了其在糖尿病伤口愈合的应用效果。由于Mg2+和明胶的配位不仅有效解决了MgO纳米颗粒水解导致周围环境p H增高的问题还增强了纳米纤维膜的力学性能。此外,缓慢释放的Mg2+对人脐静脉内皮细胞的增殖具有促进作用,并上调了促血管生成的生长因子。在糖尿病大鼠皮肤缺损模型中,PCL/gelatin/MgAC纳米纤维膜可减轻炎症反应,上调巨噬细胞的M1型向M2型转换,促进肉芽组织和成熟表皮组织形成,从而促进糖尿病伤口的愈合。（4）前期的研究中发现,PCL/gelatin/MgAC纳米纤维膜仍然存在过多的醋酸残留导致早期p H呈酸性的问题。另一方面,相比于无机纳米颗粒,构建无机纳米纤维膜可以更好的模拟天然细胞外基质结构促进细胞生长。因此,在本研究中,我们通过控制成分比例和链状结构制备了具有优异柔韧性的掺镁二氧化硅生物活性玻璃（SiO2/MgO）纳米纤维,并将它们用作感染型伤口敷料。研究结果表明,SiO2/MgO纳米纤维膜具有良好的柔韧性和亲水性,使其与伤口表面紧密接触。体外评估表明纳米纤维膜释放的Si4+和Mg2+生物活性物质促进了细胞增殖和血管生成。它还显示出调节小鼠巨噬细胞的炎症反应水平。此外,体外研究证明柔性SiO2/MgO纳米纤维膜对革兰氏阳性菌株和革兰氏阴性菌株均具有良好的抗菌活性。将柔性SiO2/MgO纳米纤维膜应用在接种金黄色葡萄球菌的小鼠全层皮肤缺损伤口处,也能有效抑制细菌感染。基因表达和组织学/免疫组织化学分析均证实柔性SiO2/MgO纳米纤维膜可以诱导促炎因子下调、抗炎因子上调和血管生成增强。总而言之,柔性SiO2/MgO纳米纤维膜被证明有助于感染伤口的快速愈合。（5）由于二维的无机纳米纤维膜在应用方面存在一定的局限性,对于骨缺损再生需要三维结构的纳米纤维支架。因此,制备一种能够完全贴合缺损部位并同时诱导成骨和血管生成的支架对于骨缺损愈合具有重要意义。本研究旨在通过混合二氧化硅（SiO2）纳米纤维和聚乳酸/明胶（PLA/gel）纳米纤维制备超弹性有机/无机复合气凝胶支架;支架中SiO2纳米纤维的含量分别为0 wt%（PLA/gel）、20 wt%（PLA/gel/SiO2-L）、40 wt%（PLA/gel/SiO2-M）和60 wt%（PLA/gel/SiO2-H）。其中PLA/gel/SiO2-M支架具有优异的弹性和良好的机械性能。体外实验表明,PLA/gel/SiO2-M支架释放的硅离子可以促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化,从而增强碱性磷酸酶活性和骨相关基因的表达。同时,释放的硅离子还促进人脐静脉内皮细胞的增殖和血管内皮生长因子的表达,从而促进血管生成。在大鼠颅骨缺损模型中对这些支架的评估表明,PLA/gel/SiO2-M支架在促进骨生成和血管生成方面具有显著的潜力,与空白对照缺损组（无支架组）或PLA/gel支架组相比,具有更强的骨再生能力。总体而言,含有柔性SiO2纳米纤维的超弹性支架可以同时诱导成骨和血管生成,这将在骨组织工程中具有广泛的应用。综上,本论文通过静电纺丝技术制备基于有机/无机杂化纳米纤维不同材料。并根据材料的特性逐步优化获得最佳性能。具体来说,首先制备了PCL/gelatin/MgO纳米纤维膜,研究中发现具有离子突释的缺点。通过优化将MgO纳米颗粒转化为醋酸镁使得镁元素以金属离子螯合的形式存在于纳米纤维中从而避免离子突释的问题。考虑到无机纳米纤维可以更好地模拟天然细胞外基质的结构和解决p H变化问题,制备了柔性SiO2/MgO纳米纤维膜。随后为了应用于骨组织再生中,将二维纳米纤维膜转化为三维有机/无机复合纳米纤维支架。