人体的206块骨构成一个完整有力的支架,保护组织和器官并支撑人类进行各种行为活动。然而,重大疾病、外伤以及因年龄增长而可能引起的骨质疏松等问题,给人们生活造成不便给患者带来痛楚。数百年来的骨损伤修复发展史仍未能完全解决伤损骨组织的修复再生,受损骨组织的功能恢复一直以来都是医学界的头等难题。生物活性玻璃作为第三代生物活性材料具有生物相容性、骨传导和骨诱导性,是一类重要的骨修复材料。多年来,对生物活性玻璃生物相容性的研究多以粉体颗粒或者颗粒浸提液的形式进行,而随着组织工程概念的提出和相关研究的发展,使得生物活性玻璃在支架材料方面的优势得以开发,各种支架制备方法被用来制备生物活性玻璃三维支架,以研究三维形态的生物活性玻璃材料与细胞、人体的相互作用。因此,本文采用模板自组装法结合溶胶-凝胶技术,设计制备了微纳米生物活性玻璃微球,并分别以水溶性高分子聚乙烯醇和甲基纤维素为粘结剂,采用纤维沉积的快速原型技术制备了生物活性玻璃多孔支架,研究了支架的形貌、孔结构和孔隙率关系、力学性能、体外磷灰石形成能力以及细胞黏附、增殖行为。主要研究工作如下:(1)采用有机模板自组装法结合溶胶-凝胶技术,以有机胺十二胺(DA)作为催化剂和模板剂制备出单分散微纳米生物活性玻璃(BG)微球,BG微球由纳米级颗粒组装而成,具有介孔结构。SBF矿化实验表明,BG微球具有良好的体外磷灰石形成能力。(2)以聚乙烯醇(PVA)为BG粉体粘结剂,采用纤维沉积三维打印技术制备出几何外形尺寸可控、孔结构可调的生物活性玻璃三维多孔支架。研究了支架孔结构和孔隙率的关系,并利用PVA的物理交联作用,对支架进行反复冻融或加热处理,可使支架抗压强度达到23 MPa。SBF矿化实验表明,支架具有良好的体外磷灰石形成能力。细胞实验显示,支架具有良好的细胞黏附和增殖作用。(3)为改进打印浆料制备工艺,采用甲基纤维素(MC)作为BG粉体粘结剂,同样利用纤维沉积技术制备出生物活性玻璃三维多级孔支架,并分别使用高浓度磷酸盐缓冲液和添加了海藻酸钠的磷酸盐缓冲液对支架进行增强处理,研究发现,处理前后支架孔隙率无显著改变;增强支架的抗水散性能得到明显改善;增强支架的抗压强度增大到21 MPa,是原来的4倍;支架具有良好的体外磷灰石形成能力和细胞黏附增殖作用;此外,还研究了增强处理过程对支架降解性能的影响。