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目的:组织工程技术为解决骨组织缺损修复提供了全新的理念与路径,构建理想的骨组织工程支架是当前生物医学领域的研究热点之一。本研究以丝素蛋白（Silk Fibroin,SF）、纳米羟基磷灰石（Nano-hydroxyapatite,nHAp）和氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）为原料,制备了一种具有定向通道的SF/nHAp/GO多孔复合支架。通过与传统海绵状（非定向）SF、SF/nHAp、SF/nHAp/GO多孔支架在理化性能以及体外细胞响应和成骨能力等方面的对比,研究材料的成分和结构对其性能的影响,同时探讨该复合多孔支架作为骨组织修复支架材料的可行性。方法:本研究采用冷冻干燥技术和定向温度场冷冻-干燥技术制备传统海绵状SF、SF/nHAp、SF/nHAp/GO多孔支架和具有定向通道的SF/nHAp/GO多孔复合支架材料,通过扫描电镜（Scanning Electron Microscope,SEM）、X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（Fourier transform infrared,FT-IR）、排液法和万能材料试验机对支架的形貌、二级结构、孔径、孔隙率及力学性能进行表征与比较,探讨nHAp和GO对多孔支架性能的影响。随后,将骨髓间充质干细胞（Bone marrow mesenchyml stem cell,BMSC）和人脐静脉内皮细胞（Human umbilical vein endothelial cell,HUVEC）接种于各组支架材料上,利用激光共聚焦显微镜（Laser scanning confocal microscope,LSCM）和SEM观察细胞的分布情况及形态,CCK-8法检测细胞的增殖情况,评价材料的体外细胞相容性和促血管化能力。最后,将骨髓间充质干细胞接种于各组材料上成骨诱导21 d,通过碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase,ALP）活性测定,茜素红染色及钙(Ca2+)半定量分析,评价材料的体外成骨诱导能力。结果:1、扫描电镜显示nHAp和GO在多孔支架中分散均匀,未出现团聚及析出现象,说明SF、nHAp和GO三者相容性较好,在多孔支架中能实现很好的结合。非定向SF、SF/nHAp、SF/nHAp/GO多孔支架的孔径随着nHAp和GO的加入而逐步减小（SF组137.2±1.2μm,SF/nHAp组108.3±2.3μm,SF/nHAp/GO组91.5±1.8μm）,孔隙率在8083%左右。定向通道型SF/nHAp/GO的孔径为125.3±2.1μm,孔隙率达到90%以上。XRD、FT-IR结果显示,四组多孔支架的结晶结构为典型的Silk II结构。力学性能测试结果显示nHAp和GO显著提高了SF基多孔支架的压缩强度（P）和弹性模量（E）。此外,定向通道型SF/nHAp/GO多孔支架表现出各向异性的力学特性,其轴向的压缩强度和弹性模量均为径向的3倍之多。2、体外细胞实验表明,四组支架材料均具有良好的细胞相容性,nHAp的加入对细胞增殖有明显的促进作用。而孔径则是影响细胞增殖的另一个重要因素,在非定向组中,较之于SF、SF/nHAp组,SF/nHAp/GO组多孔支架的孔径急剧减小,细胞的增殖也明显减缓。相对于非定向组多孔支架,具有定向通道的SF/nHAp/GO多孔支架具有更好的增进细胞增殖的能力。同时,研究发现HUVEC在定向通道型SF/nHAp/GO多孔支架上的迁延速度明显快于非定向SF/nHAp/GO组,深度也更深,它们沿着畅通的纵向通道自上而下分布直至支架材料的底部,形成类似血管状的细胞束带。3、体外成骨诱导分化实验结果显示,定向通道型SF/nHAp/GO多孔支架上细胞的ALP活性表达和钙盐沉积量均高于非定向SF、SF/nHAp、SF/nHAp/GO组多孔支架。结论:本研究采用定向温度场冷冻-干燥技术,制备了一种具有定向通道的SF/nHAp/GO多孔支架,初步探讨了SF、nHAp和GO在复合支架中发挥的协同作用。结果显示:具有定向通道的SF/nHAp/GO多孔支架比传统海绵状SF、SF/nHAp和SF/nHAp/GO多孔支架具有更好的细胞亲和性和细胞相容性,其合适的孔径、孔内高连通性和各向异性的力学性能,更利于细胞向孔内迁延、增殖,并促进血管化和成骨分化。研究结果表明具有定向通道的SF/nHAp/GO多孔支架具有进一步开发为骨修复材料的潜能。