由于创伤、退行性疾病、肿瘤以及先天畸形等导致的骨缺损治疗是临床面临的严峻挑战。骨膜在骨骼的生长发育、正常生理功能维持以及骨缺损修复过程中起到关键作用,作为骨缺损治疗“金标准”的自体骨移植,骨膜的缺失可减少约63%的新骨形成,并增加骨不连等并发症的发病率。在实际临床中,由于自体移植体的损伤或者支架材料设计的疏忽往往导致骨膜的缺失,进而严重影响骨重建效果,但自体骨膜来源有限,并且缺乏成熟的适用于创伤骨科的人工骨膜,因此,需要开发能够有效提高骨再生修复的人工骨膜。本研究通过仿生天然骨膜的结构、成分和功能,构建了一系列具有良好生物相容性和促成骨能力的人工骨膜,并系统地评价了材料的可操作性和骨缺损修复效果,主要研究内容如下:（1）组织工程矿化胶原膜的构建及其成骨成血管作用。通过体外仿生矿化的方法,制备了以Ⅰ型胶原作为矿化模板的多孔矿化胶原膜,研究了材料对人源骨髓间充质干细胞（hBMSCs）的影响,结果表明,多孔矿化胶原膜可以有效促进细胞粘附和增殖,通过上调相关基因（ALP、COL-Ⅰ、OCN、OPN、RUNX2和BSP）的表达促进间充质干细胞的成骨分化,并通过上调VEGF蛋白的表达,促进细胞的成血管分化。通过大鼠皮下植入模型,证明该多孔矿化胶原膜在植入2-4周期间,炎性反应弱,展现出良好的生物相容性并观察到血管的长入,植入6周后,材料有较大程度的降解,有胶原纤维沉积及血管形成,说明此多孔结构促进组织的长入与形成。此外,以此材料为载体,搭载人源骨髓间充值干细胞对裸鼠股骨原位骨缺损进行修复,获得了良好的修复效果。（2）仿生静电纺丝聚己内酯/胶原/矿化胶原人工骨膜的制备及其成骨性能研究。通过仿生天然骨膜的多层结构,利用静电纺丝技术制备了多功能聚己内酯/胶原/矿化胶原复合纳米纤维三层膜,将致密且疏水的PCL设计为外层,以阻止周围软组织长入骨缺损区域,将PCL/Col设计为中间层,来赋予材料整体的机械性能,将PCL/Col/MC设计为内层,可招募缺损区域周边成骨相关细胞,并为细胞提供了有利的微环境,同时对比了不同组分含量的内层对促成骨作用的影响,细胞实验证明,该纤维膜促进了hBMSCs细胞的粘附、增殖、迁移和成骨分化,当矿化胶原含量为3.3%时成骨相关蛋白（ALP、OPN、OCN和Col-Ⅰ）表达量最高。使用大鼠颅骨双侧5 mm临界缺损动物模型来评价材料在体内的促成骨能力,将纤维膜样品植入大鼠颅骨临界缺损部位4周和12周后,矿化胶原含量较高的膜更加显著的促进了颅骨缺损的愈合。证明该复合膜材料具有招募细胞并诱导细胞成骨分化和促进新骨形成的能力。（3）胶原/羟基磷灰石超长纳米线双层复合人工骨膜的构建及其生物学性能评价。以油酸钙为前驱体,采用水热法合成具有良好分散性的羟基磷灰石超长纳米线浆料,以此制备出具有高柔性的羟基磷灰石纳米纤维膜,并与胶原膜复合得到胶原-羟基磷灰石超长纳米线双层膜。通过体内外实验,系统评价了该复合支架的理化性能及体外促细胞成骨分化能力,证明该复合材料有利于促进成骨相关基因RUNX2、ALP,Col-Ⅰ和OPN的高表达。大鼠8 mm颅骨临界缺损模型证明该复合材料具有优秀的促进骨再生能力。本研究通过仿生矿化制备了矿化胶原材料,证明材料具有优异的成骨作用与一定的促成血管分化作用。并通过仿生天然骨膜的结构和功能,设计并制备了一系列生物相容性好、高活性并具有促成骨能力的人工骨膜材料,获得了良好的骨修复效果,对高活性人工骨膜的设计具有重要的指导意义。