目的:制备重组胶原基骨修复材料并进行生物活性处理,解决以往动物源性胶原基骨材料的病毒隐患等安全问题。提高骨材料的生物相容性,赋予材料骨诱导性,评价该材料的生物活性,探讨材料的优化机制,研究其用于兔桡骨缺损修复的愈合过程及修复效果,为用于骨修复和组织工程支架材料提供实验依据,从而获得具有广阔市场前景的新型骨修复材料。方法:1.实验材料准备:本实验中骨材料的制备在清华大学材料科学与工程系生物材料组完成,它是由重组胶原和纳米羟基磷灰石自组装而成的,通过体外降解、急性毒性实验、溶血反应、热原实验等实验证实该材料可生物降解、无毒、无热原性、不引起溶血反应,具有良好的生物相容性,符合作为骨组织修复材料的要求。在此基础上,本研究又对复合材料进行了生物活性处理,并进行了生物学评价。分别制备了聚乳酸组(标记为P组)、重组胶原基纳米羟基磷灰石复合物组(标记为PN组)、重组胶原基纳米羟基磷灰石高分子复合物添加成骨诱导剂组(标记为PNA组),重组胶原基纳米羟基磷灰石复合物外层涂覆重组胶原组(标记为PNJ组),重组胶原基纳米羟基磷灰石复合物添加成骨诱导剂外层涂覆重组胶原组(标记为PNAJ组)五组材料用于细胞实验和动物实验。2.细胞实验:上述五组材料中分别种植了相同密度的成骨细胞(MC3T3E1),进行材料与细胞的复合培养,检测材料对MC3T3E1细胞生长的影响。分别在第1、4、7天取样进行MTT(Methyl Thiazolyl Tetrazolium)测试、扫描电子显微镜观察和激光共聚焦显微镜观察。3.动物实验:在45只新西兰大白兔单一右侧桡骨制成骨缺损模型。将实验动物随机分为5组,在每只动物的骨缺损处分别植入上述5种不同材料,术后4,8,12周将动物分批处死,取桡骨观察缺损部位愈合情况,并进行X线检测,组织学切片观察分析。结果:①P、PN、PNA、PNJ、PNAJ组材料均具备多孔特性,孔径达到100-300μm。PNJ、PNAJ组表面被成功静电自组装上重组胶原。重组胶原制成的骨替代材料保留了动物胶原基骨材料的成分上的优良特性。②细胞实验显示PN、PNA组MTT分析结果优于P、PNJ、PNAJ组,具有显著差异。③动物实验显示PN组和PNA组材料在12周时可修复大部分骨缺损,各时段放射学评估优于其它各组。结论:我们首次应用重组胶原代替天然动物源性胶原制备出新型仿生的矿化骨修复材料,该材料成分和结构均与天然骨有相似性。通过体外细胞实验和体内动物实验,证明其具有良好的生物相容性和骨传导性,而重组胶原避免了动物源性胶原的安全隐患,使材料具有了更高的安全性能,成为骨修复的优选材料。