目的:探究新式载锌壳聚糖/功能化多壁碳纳米管支架材料在大鼠顶骨缺损区的生物相容性及其成骨潜能,并评价锌离子的成骨作用,获得促进骨形成的最佳锌离子浓度。方法:通过“溶液混合”法结合“冷冻干燥”法,已经制备出了锌离子浓度分别为0、0.2%、1%和2%4类不同的壳聚糖/功能化多壁碳纳米管支架材料,分别标记为gn,gl,gm和gh。通过扫描电镜检测载锌壳聚糖/多壁碳纳米管支架材料的内部结构特征,并通过纳米压痕仪测定支架的表面硬度。结合小鼠成骨前体细胞,利用MTT法检测与支架共培养的细胞活性,并初步探讨各组材料成骨作用之间的差异。以上述试验结果作为基础,可以更容易地确定支架材料中锌离子的最适宜浓度。将实验大鼠随机分为4组:GN组(顶骨缺损植入gn支架);GL(顶骨缺损植入gl支架);GM(顶骨缺损植入gm支架)以及GH(顶骨缺损植入gh支架)。大鼠在术后12周通过过量麻醉剂加颈椎脱臼处死,获得实验动物完整的顶骨缺损骨块,并进行大体分析和放射学检测。然后通过组织切片技术将大鼠顶骨缺损骨块制成组织切片,用于Masson染色分析。并对大鼠缺损区域的血小板源性生长因子-BB和骨形成蛋白-2进行免疫组化染色分析。通过Image Pro plus 7.0软件,新形成骨的灰度比值可以测定。采用SPSS21.0软件,利用方差和SNK检验(P<0.05)对结果进行分析。结果:四组载锌壳聚糖/功能化多壁碳纳米管支架材料中遍布着相互连接的微孔结构,孔径大小不规则(177±91μm)。壳聚糖/功能化多壁碳纳米管支架的硬度较壳聚糖材料明显提高。细胞接种24、48和72h后,gm(1%锌)组的细胞增殖率均高于其他3组。四组大鼠顶骨缺损区域软组织愈合好,有一定韧性;支架材料只有小部分被降解,大部分未降解的材料位于顶骨缺损中央。圆形顶骨缺损中央均显示低密度影像,缺损边界处零星可见高亮密度影像;其中,GM组中的高亮密度影像更多见。组织切片显示圆形顶骨缺损边界处有大量软骨和/或纤维组织形成,并长入了支架中间,含骨陷窝的未成熟骨则少见。免疫组化染色检测出的PDGF-BB多于BMP-2。无论是未成熟骨还是PDGF-BB和BMP-2,在GM组中检测到的都要比其他三组多。GN、GL、GM和GH中新形成骨的灰度比值分别为0.642±0.030、0.751±0.059、0.834±0.048和0.580±0.033,各组间差异有统计学意义(P<0.05)。结论:载锌壳聚糖/功能化多壁碳纳米管支架材料具有良好的力学和骨诱导潜能。更重要的发现是,含1%锌的壳聚糖/碳纳米管支架移植到大鼠顶骨缺损时,出现了最佳的成骨效果。总的来说,这些复合生物材料的成骨潜能还没有完全发挥出来,需要进一步完善锌离子浓度和优化材料构成,以实现更好的骨再生效果。