研究目的口腔颌面部因肿瘤、外伤等因素造成的骨缺损将严重影响语言、进食等生理功能,传统的自体骨移植修复骨缺损会存在二次损伤、骨量不足等缺点。近年来随着骨组织工程领域的迅猛发展,人工骨修复材料应用于骨组织缺损的修复与再生得到了广泛而深入的研究,良好的骨修复材料不仅要有优良的生物相容性,还应具有可以模拟天然细胞外基质的三维纤维网络结构。因此,本研究充分发挥丝蛋白（SF）天然高分子材料以及静电纺丝技术的优势,制备了丝蛋白静电纺丝纤维支架,并通过静电自组装技术和聚多巴胺（PDA）涂层技术对纤维支架表面进行了多肽功能化修饰,希望为颌面部骨组织缺损的修复提供一种新的复合纤维支架材料以及为支架材料的表面改性提供一些理论基础。材料与方法本实验制备了丝蛋白静电纺丝纤维支架,并以此纤维支架为基底材料分别进行了不同处理方式的表面功能化修饰。1)首先制备了氧化石墨烯（GO）并通过化学接枝的方法将BMP-2多肽（P24）接枝于氧化石墨烯表面（GO-P24）,利用透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）等检测进行表征分析;而后将负电性的GO-P24通过静电自组装作用负载到涂覆了壳聚糖（CS）的SF静电纺丝纤维支架表面（SF-CS-GO-P24）组成复合支架,利用Live/Dead染色、CCK-8检测、细胞骨架染色、q RT-PCR以及免疫荧光染色等实验,在细胞与分子水平上分别探究了SF-CS-GO-P24纤维支架对骨髓间充质干细胞（BMSCs）的黏附、增殖及成骨分化的影响。2)首先利用多巴胺的氧化自聚使SF静电纺丝纤维支架表面形成聚多巴胺（PDA）涂层,然后通过PDA的化学活性将E7多肽接枝于纤维支架表面（SFPDA-E7）组成复合支架,通过SEM、XPS、亲水性测试等检测对制备的SF-PDAE7纤维支架进行表征分析,而后通过Live/Dead染色、MTT检测、q RT-PCR以及碱性磷酸酶（ALP）半定量检测等实验探究了SF-PDA-E7纤维支架对BMSCs的黏附、增殖及成骨分化的影响。此外,我们通过体外细胞实验和体内动物实验验证了SF-PDA-E7纤维支架对BMSCs的募集作用并利用分子生物学检测初步阐明E7多肽发挥细胞募集作用的主要机制。最后,我们还将SF-PDA-E7纤维支架植入大鼠颅骨缺损模型并通过Micro-CT扫描、H＆E染色和Masson染色等组织学分析评价了复合纤维支架在体内促新骨生成的能力。研究结果1)通过TEM和SEM等检测证实了GO-P24的成功制备以及通过静电自组装作用负载到SF静电纺丝纤维支架表面。体外Live/Dead染色、CCK-8检测、q RT-PCR及免疫荧光等实验证实了SF-CS-GO-P24纤维支架的良好生物相容性以及对BMSCs成骨分化的促进作用。2)首先通过SEM、XPS、MTT检测和q RT-PCR等实验,说明了SF-PDAE7纤维支架不仅可以促进BMSCs的黏附和增殖,而且能够在成骨诱导环境下促进细胞的成骨相关基因的表达上调。此外,SF-PDA-E7纤维支架在体外和体内条件下都能够原位募集BMSCs定向迁移并长入支架内部。通过Western Blot以及免疫荧光等分子生物学检测证实了E7多肽可以提高SDF-1α和CXCR4的蛋白表达量以及激活p38、ERK和Akt信号传导通路相关蛋白。最后,Micro-CT和组织学分析证明了SF-PDA-E7纤维支架在体内能够明显的促新骨生成以及修复骨缺损。研究结论本研究通过静电纺丝技术制备了丝蛋白静电纺丝纤维支架,并分别通过静电自组装技术和PDA涂层技术对丝蛋白纤维支架表面进行了多肽功能化修饰,制备的复合纤维支架具有良好的生物相容性和成骨诱导活性,能够为细胞提供适合生存的仿生微环境,对骨组织缺损的修复与再生起到了积极的促进作用,有望成为在骨组织工程领域具有广阔应用前景的生物材料。