牙缺失后的颌骨的渐进性萎缩、骨创伤、肿瘤等原因造成的牙种植区骨量不足,往往需要在种植体周植入骨移植材料来修复骨缺损。目前,临床中常用来治疗骨缺损的骨移植材料有:自体骨、同种异体骨、异种骨和人工合成骨等移植材料。自体骨移植一直是骨重建方法的“金标准”,存在供区骨量有限、需要开辟第二术区等问题;同样,来源有限、高免疫原性及无骨诱导性等劣势也限制了其他方法的临床应用,故通过骨组织工程方法修复骨缺损引起学者广泛的关注。模仿天然的细胞外基质结构是骨组织工程支架设计的主要内容。可注射水凝胶由于其可原位成形、生物相容性高及利于递送活性载体等特点更适宜应用在非承重区骨缺损的修复。但大部分原位合成的水凝胶需要在交联剂的作用下完成,具有一定毒性,而通过席夫碱反应可以获得生物相容性较高的原位合成水凝胶。羟丙基壳聚糖是壳聚糖具有水溶性功能的衍生物,聚合物中氨基可以与醛基葡聚糖形成席夫碱键,获得新型水凝胶。但水凝胶较低的机械强度和缺少骨诱导性限制了它的临床应用。本实验拟掺入具有优异生物相容性的矿物颗粒纳米羟基磷灰石及可以缓释活性细胞因子的微球来克服此问题。学者们依据BMP-2的核心结构域合成了BMP-2活性肽P24,作为一个只含有24个氨基酸的短链多肽,其结构稳定,生物活性位点暴露充分,便于与细胞表面受体结合,同时具备良好的的成骨诱导能力。但P24同样存在易被水解失活等不足,需要构建适当的药物载体以达到局部控释的效果。聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)微球由于其良好的生物安全性、机械性能和可控的生物降解性能被广泛关注,常被用于活性因子运输的载体。本研究设计了负载活性肽微球复合水凝胶体系,控释P24多肽,通过实验验证该仿生体系在体内、外促成骨方面的作用及机制。在第二章中,采用水包油包水的(W/O/W)复乳溶剂挥发法制备负载P24多肽的PLGA微球,之后将载P24微球与纳米羟基磷灰石共同掺入多糖基水凝胶中,获得载P24微球复合水凝胶。通过傅里叶变换红外光谱、场发射扫描电镜、流变仪对复合水凝胶结构、形貌、成胶情况进行表征及观察,并进行体外释放动力学检测。结果表明,成功制备三维网格状载P24微球复合水凝胶,孔隙约300-600μm,载P24微球及纳米羟基磷灰石的掺入并不影响复合水凝胶孔隙的大小,且增加了水凝胶的强度并延长多肽释放周期,且改善了PLGA微球降解引起的酸性问题。结果说明载P24微球复合水凝胶具有良好的理化性能。在第三章中,评价载P24微球复合水凝胶对MC3T3-E1细胞生物学的影响。通过扫描电镜观察细胞在载P24复合水凝胶上伸展情况良好,可见较多丝状伪足。CCK-8、ALP活性检测及茜素红染色结果证明载P24微球复合水凝胶可促进MC3T3-E1细胞的增殖、分化及矿化。分子水平检测载P24复合水凝胶对细胞成骨相关基因及蛋白表达有促进作用。提示载P24微球复合水凝胶具有体外促MC3T3-E1细胞成骨的生物活性。在第四章中,通过建立大鼠背部肌袋异位成骨模型,检测载P24微球复合水凝胶体内骨诱导能力。HE及Masson染色结果显示,载P24微球复合水凝胶植入大鼠背部竖脊肌8周时,水凝胶内有较多胶原和新生血管形成。免疫组化染色结果显示8周时实验组OCN、CD31染色均可见阳性表达,阳性表达面积要显著高于4周时结果。而对照组中未见OCN的表达。结果证明载P24微球复合水凝胶在体内有较好的骨诱导作用。在第五章中,构建大鼠颅骨极限骨缺损模型,将载P24微球复合水凝胶植入骨缺损处,观察体系体内的修复骨缺损能力。Micro-CT显示,实验组在8周可见骨缺损被显著修复。HE及Masson染色结果显示,缺损处有较多编织骨形成。免疫组化染色结果显示8周时实验组OCN、CD31染色阳性表达面积要显著高于4周时及对照组结果。结果说明所制备的载P24微球复合水凝胶具有良好的体内促骨再生的能力。本研究提示该种新型水凝胶体系是一种有潜力的骨组织工程材料,同时为载P24微球复合水凝胶在临床上种植体周骨缺损的应用提供理论基础。