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背景：生物材料表面涂层已经被广泛应用于优化不同医疗器械的表面性能。生物活性分子的沉积以及材料表面机械性能的优化可以有效的调控细胞行为和命运。在材料表面沉积基因组分可以维持长时间的生物学功能,是非常有应用价值的方法之一。因此,表达VEGF、BMP2等生长因子的基因常被用来修饰材料表面以促进成骨分化和骨形成。但是,基因功能化的材料促进生理性腱骨愈合鲜有研究。COMP作为纤维软骨中重要的非胶原蛋白类细胞外基质,对细胞分化及维持软骨表型起到了重要作用。COMP基因结合材料表面修饰技术可能可以发挥重要的生物学作用。第一部分HA/DNA多层薄膜的构建目的：构建HA/DNA基因多层薄膜并表征,检测基因多层薄膜的稳定性及生物学活性。方法：采用层层自组装技术构建基因多层薄膜,通过接触角检测对材料最外层亲疏水性能进行评估；通过检测DNA的特征性紫外吸收来监测薄膜的组装进程;用扫描电子显微镜观察不同层数薄膜表面的微观结构：通过PBS缓冲液模拟生理条件检测薄膜稳定性;通过胰蛋白酶溶液检测薄膜的可降解性；将构建的基因薄膜与HEK293T细胞共培养,通过绿色荧光蛋白表达水平检测转染效率及其与薄膜层数的关系。结果：1.随着透明质酸和DNA层的交替组装,材料表面的接触角也在30°到10°之间交替波动；2.随着薄膜层数的不断增加,260nm处DNA特异性吸光度也增强；3,扫描电镜下空白基底非常光滑,而(HA/DNA)4薄膜呈现出松散粗糙的微观结构,(HA/DNA)8薄膜表面则相对更加致密平整；4.基因薄膜在PBS缓冲液中很稳定,但是在胰蛋白酶溶液中DNA能迅速地被释放出来；5.基因薄膜能成功转染293T细胞,而且转染效率随着薄膜层数的增加而提高。结论：本研究通过层层自组装技术成功地构建了HA/DNA多层基因薄膜,该基因薄膜在生理条件下很稳定,在酶存在时能迅速释放出来,且该基因薄膜能成功转染细胞,具有生物学活性。基因薄膜的这些特性为其应用于生物体内提供了基础。第二部分HA/COMP多层薄膜对MSCs分化的影响目的：构建HA/COMP基因多层薄膜,检测该基因薄膜对MSCs成骨、成软骨分化的影响。方法：采用层层自组装技术构建HA/COMP基因多层薄膜,本研究以含软骨寡聚基质蛋白目的基因的基因薄膜为实验组,以含空载质粒DNA的基因薄膜为阴性对照组。将该基因薄膜与MSCs共培养,用诱导培养基诱导分化,通过RT-PCR检测诱导分化过程中目的基因、成骨相关基因及成软骨相关基因的表达水平,并进行相关的成骨、成软骨细胞染色以评估分化进程。结果：1.实验组目的基因COMP mRNA的表达水平显著高于阴性对照组[P<0.01),且这种高表达水平持续了至少14天；2.成骨诱导过程中,实验组成骨相关基因的表达水平较阴性对照组有不同程度的降低；3.成软骨诱导过程中,实验组成软骨相关基因的表达水平较阴性对照组有不同程度的提高；4.实验组碱性磷酸酶染色及茜素红染色较阴性对照组有所减弱,而阿利新蓝染色较阴性对照组有所增强。结论：HA/COMP多层基因薄膜可以抑制MSCs成骨分化,促进其成软骨分化。这可能为促进材料表面生理性腱骨愈合提供新的思路。