关节软骨中没有血管、淋巴管、神经,因此自身的修复能力有限。生长因子的使用可以很好的促进软骨的修复。但是生长因子的半衰期短,在体内很快被代谢掉,不能充分的发挥作用,所以如何控制软骨修复生长因子缓慢的释放就成了一个需要解决的问题。在生物医学领域,对生物可降解的微球和水凝胶进行了广泛的研究,微球作为药物缓释系统的重要组成部分已有很多相关报道,如聚乳酸-乙醇酸共聚微球、海藻酸钠微球、脂质体微球的缓释效果,既可以维持药物的有效浓度,又可以延长药物释放时间、提高药物的生物利用率,同时还可以降低药物突释带来的毒副作用。水凝胶在药物缓释领域的使用也很普遍。近年来,可注射的水凝胶由于其良好的生物相容性、多孔性结构和可调的弹性形状将其作为药物载体和细胞支架的应用很多。因此,本文选择了生物相容性、生物可降解性良好的壳聚糖、海藻酸钠和聚乙烯醇这三种天然生物材料,旨在满足药物缓释支架安全无毒副作用的要求,这三种材料在生物缓释支架中广为使用,并且在一些性能上互相补足,为研究出结构可控、性能优异的药物缓释支架提供了很好的必要条件。本文将载BSA-CMs嵌入PVA/SA水凝胶形成复合的三维缓释支架,盼望能够有效地降低药物的突释,有很好的缓释速率,满足软骨组织的修复要求。本文分别通过乳液交联法制备了CMs和冷冻—解冻循环法制备了4种比例的复合水凝胶并且将载BSA-CMs嵌入PVA/SA水凝胶形成复合三维缓释支架。在制备CMs时,以BSA模型蛋白为缓释药物,并进一步研究初乳乳化速率和滴加交联剂速率对微球结构、形貌和各种性能的影响,然后得到最好的成球工艺。通过扫描电镜观察了微球、4种比例水凝胶和复合支架的形貌和微球的粒径,采用压缩弹力应变测试检测了水凝胶和复合支架的生物力学性能,并在恒温水浴振荡器中研究了水凝胶和复合支架的溶胀性能,用紫外吸收光谱测定了载BSA-CMs的载药量和包封率,比较了微球、水凝胶和复合支架的体外降解和释药行为。并研究了微球、4种比例水凝胶和复合支架的抗菌性能,为其作为软骨缓释敷料的应用做初步的探索。采用乳液交联法制得的CMs呈完整球形、表面光滑、大小均一。制备得到的4种比例的凝胶结构均匀,PVA比例越高的凝胶,孔洞较少、结构紧密;而SA比例越大的凝胶,孔洞较多,结构松散。在扫描电镜图中发现CMs成功包载在Gel里面,并且保持完好球形,可以看到包载在Gel中的CMs浓度不同,CMs/Gel的形貌也不同。在降解实验中观察到含PVA比例越大的凝胶降解的越快,含SA成分越多的凝胶降解的越慢,说明PVA比SA可生物降解性大。复合支架比单凝胶降解的慢,复合支架中含CMs的比例越大,降解的较快一些,这是因为CMs比凝胶可降解性大。看到凝胶中含PVA成分越大的吸水性越小,含SA成分越大的吸水性越大,说明SA比PVA吸水性好。复合支架比单凝胶吸水性差一些,而且包载CMs比例越大的凝胶达到溶胀平衡越慢,溶胀率也更小一些,说明CMs比凝胶的吸水性差一些。不管是单CMs还是复合支架在2h~2d的突释现象不明显,有望成为药物缓释递送的支架材料。把CMs包载在Gel中发现释放药物的速度更慢,而且CMs被包载的浓度越小释放的越缓一些。凝胶中PVA比例越大,压缩性能越好;SA比例越小,压缩性能越差一些,复合支架比单凝胶的压缩性能也要更好一些。本实验成功制备了载BSA-CMs,微球粒径主要分布5~38μm之间,微球载药量为31.03%,包封率为46.77%。载BSA-CMs在释药实验14天后释药量达到98%。CMs在初始释放2h~2d期间突释现象不明显,之后一周释放速度逐渐增加,第2天累积释放量约达36%,第5天累积释放量约达80%,第14天BSA累积释放量约达98%。而Gel和CMs/Gel在体外释放14天后,释药率分别为30~40%和30~60%左右。将载药CMs负载在Gel上可以较大降低体外释放的速率,达到更好的缓释效率。因此,本文为以后制备蛋白药物长效制剂的临床研究提供了实验依据。而且CMs的抗菌性能为其作为创伤敷料的应用作了初步的探索。本文制得的PVA/SA复合水凝胶在结构和性能上正好互补,弥补了单独使用时的缺陷。复合支架在机械性能、溶胀性能、结构和缓释作用上都比单独的微球和水凝胶更加优异,能够满足临床上软骨组织工程支架需要的机械强度、弹性、生物可降解性、生物相容性和缓释效果,可以成为很好的药物缓释支架。本文为后续研究软骨生长因子在临床前后的工作奠定一定的基础,期盼本文制备的复合支架能够成为理想的药物缓释支架材料。