骨缺损是临床上较为常见的病症,由于老年化、肿瘤、创伤、骨髓炎以及骨疾病等原因造成骨缺损患者逐年增加;因此,对骨缺损修复材料的需求日益加大。传统的骨修复方式主要包括自体骨和异体骨的移植,但是存在免疫排斥反应、供源有限以及需要二次手术等问题。随着生物材料的发展,人工骨修复材料备受关注。磷酸钙材料应用形式多样,相比于块状体修复材料,微球具有良好的流动性,可在不规则骨缺损处任意填充。此外,微球在堆积填充过程中会形成相互连通的三维孔隙结构,有利于骨组织的长入及血管生成。材料中的孔隙含量、分布以及尺寸等对成骨和成血管具有重要影响。因此,如何构建材料中的多孔结构具有重要研究价值。骨缺损往往伴有骨科疾病的发生,术后需要辅助药物进行治疗。磷酸钙材料由于其良好的生物相容性和骨传导性等优点而被广泛研究。传统的磷酸钙陶瓷材料需经高温烧结,不利于药物负载。针对上述问题,本研究以磷酸钙骨水泥(CPC)为原料,结合液滴冷凝技术,分别采用添加可降解高分子微球以及气泡为造孔剂,制备了具有大孔/微孔双重孔隙结构的磷酸钙骨水泥多孔微球,并对微球进行改性和载药处理,系统地研究其力学性能、抗崩解性、降解性、细胞相容性和药物释放行为。聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)具有优异的生物相容性以及可生物降解等优点,本研究采用乳液法制备出粒径范围在50~100μm的PLGA微球,将其复合到磷酸钙骨水泥(CPC)中,结合液滴冷凝技术,制备出具有球包球结构的PLGA/CPC复合微球。复合微球具有良好的抗崩解性能,磷酸盐缓冲溶液中体外浸泡至少30天以上仍不崩解;微球尺寸在0.3~3 mm。随着PLGA微球含量的提高,在CPC表面上分布有大量凸起的PLGA微球,形成了“类海岛”结构;复合微球的强度随着PLGA微球含量的增加而呈现增加趋势;然而,当PLGA微球含量增加到40%时,大量疏水性的PLGA微球分布在CPC表面,导致PLGA/CPC复合微球的血液浸润效果变差;体外降解结果表明,随着降解时间的延长,PLGA微球在CPC基体中原位成孔,形成了具有大孔和微孔双重孔隙结构的CPC多孔微球。细胞实验结果表明,小鼠骨髓间充质干细胞能够在PLGA/CPC复合微球表面黏附,并具有一定的增殖能力。选用万古霉素和甲氨蝶呤为模型药物,研究PLGA/CPC复合微球作为药物载体的应用,分别以单一方式负载和多重负载相同或不同药物时的体外药物释放行为。当药物被负载到CPC基体中,24 h内基本释放完全,表现出明显的突释;药物负载在PLGA微球中,可长期缓释,释放时间长达49天。PLGA/CPC复合微球中均负载相同药物(甲氨蝶呤)时,能够将突释和缓释相结合,PLGA微球中的药物释放在后期可以起到补偿作用,确保长期维持药物的有效浓度;PLGA/CPC复合微球中同时负载两种药物(万古霉素和甲氨蝶呤)时,也可完成协同释放。本研究采用增加骨水泥液相的粘度以及使用表面活性剂增加骨水泥液相起泡能力的方法,利用气泡作为造孔剂,制备具有大孔/微孔双重孔隙结构的CPC多孔微球。CPC多孔微球具有良好的抗崩解性。通过调控骨水泥浆料中的气泡含量来控制微球的结构形貌、孔隙率以及孔隙连通性。骨水泥浆料制备过程中,伴随着气泡的生成和破灭,通过增加骨水泥浆料的粘度,可延长气泡在浆料中的存在寿命,所制备的CPC多孔微球孔隙率达到72.68±2.03%;细胞实验结果表明CPC多孔微球有利于细胞的黏附,对细胞增殖以及细胞分化有明显的促进作用。此外,利用表面活性剂的发泡能力,增加骨水泥浆料中的气泡含量,制备出具有连通孔结构的CPC多孔微球,其孔隙率达到81.99±2.31%。用PLGA对CPC多孔微球进行改性处理,得到多层结构,从外到内的结构依次为:PLGA多孔层-PLGA密实层-CPC基体。PLGA层能够有效缓解CPC多孔微球的药物突释。改性后的CPC多孔微球可构建得到支架体,该支架体具有相互连通的三维孔隙。