目的为了寻找和研制更合适于眼眶骨缺损修复的新型可降解生物材料,本研究从具有良好生物相容性的天然高分子出发,从引入无机纳米颗粒多面体齐聚倍半硅氧烷(Polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS)和构建双网络(Double network,DN)结构这两方面入手,期望在保留天然高分子材料良好的生物相容性的前提下研制出理化性能适宜骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cell,BMSCs)成骨分化的水凝胶支架材料,以期实现对眼眶骨缺损的有效修复,并为杂化水凝胶和DN水凝胶在骨缺损修复中的广泛应用提供实验依据。材料与方法1.通过透明质酸和明胶与甲基丙烯酸酐的反应分别制备甲基丙烯酸酯基改性的透明质酸(HAMA)和明胶(Gel MA),并最终通过两步光交联制备HA-Gel DN水凝胶。通过SEM、溶胀实验、压缩实验和降解分析实验检测水凝胶的物理化学性能;将水凝胶作为基质材料应用于r BMSCs体外培养,采用CCK-8和荧光染色检测r BMSCs的活性、贴附和增殖能力;通过q PCR和Western Blotting检测r BMSCs的成骨分化情况。2.通过光交联作用在明胶(Gel)水凝胶中引入POSS,并最终制备一系列不同POSS比例的Gel-POSS水凝胶。通过扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM),压缩试验和溶胀测试、降解测试检测水凝胶的基本物理化学性能;通过CLSM,CCK-8,Brd U检测评估r BMSCs在水凝胶上的贴附、铺展和增殖;通过q PCR、Western blot、ICC检测水凝胶对r BMSCs的成骨分化影响;进一步通过micro-CT、硬组织切片、序列荧光标记、免疫组织化学方法检测材料复合r BMSCs体内修复大鼠颅骨缺损的效果。结果1.与单网络(SN)水凝胶相比,HA-Gel DN水凝胶有更适宜于r BMSCs成骨分化的物理化学性能;体外实验显示HA-Gel DN具有良好的生物相容性,并能够促进r BMSCs的增殖和成骨分化。2.该研究成功地通过光化学交联的方法制备了Gel-POSS杂化水凝胶,并证实其具有适宜骨缺损修复的机械强度和降解速率。体外实验表明研制的材料具有良好的生物相容性,能够有效地促进r BMSCs的贴附、铺展、增殖以及成骨分化;体内实验表明Gel-3%POSS水凝胶能有效地促进大鼠颅骨缺损修复。结论1.HA-Gel DN水凝胶具有良好的生物相容性和诱导r BMSCs成骨分化的能力,为双网络水凝胶成为潜在的骨缺损修复材料提供了新的实验依据。2.基于POSS的Gel-POSS杂化水凝胶,显著改善了Gel水凝胶的物理化学性能和r BMSCs的骨向分化能力,特别是Gel-3%POSS水凝胶,在体内外均能显著促进r BMSCs成骨分化,是潜在的眼眶骨缺损修复支架材料。