关节软骨缺损治疗是目前临床上面临的最具挑战性的问题之一,由于软骨组织无血管、无神经和无淋巴的特性,在受损之后很难自行愈合。炎症反应是影响软骨损伤进程的一个关键因素,期间产生的大量促炎症因子会引起细胞的代谢紊乱和软骨基质分解增强,最终导致软骨缺损修复的失败,因此如何有效调控炎症反应是应对软骨损伤修复的重要策略。近年来,通过组织工程方法构建具有仿生天然软骨细胞外基质（ECM）特性的生物材料支架修复受损软骨组织,可为关节软骨缺损的治疗提供新的思路和可能性。其中,基于脂肪族聚酯材料（如聚乳酸PLA、聚乙醇酸PGA及二者的共聚物PLGA等）的电纺纤维支架,由于具有在结构上仿生天然软骨组织ECM中的胶原纤维的独特优势,已受到领域研究者的广泛关注。然而,脂肪族聚酯材料降解过程中产生的酸性降解产物（乳酸、乙醇酸及其低聚物）,会引起严重的无菌炎症反应;同时,支架本身在植入体内后也常常由于免疫反应而引起早期炎症反应的发生。因此,如何构建具有炎症缓解特性的软骨组织工程仿生支架是实现软骨损伤有效再生修复的关键所在。本学位论文基于可生物降解的脂肪族聚酯电纺仿生纤维,分别以原位中和其酸性降解产物和引入抗炎生化信号为主要炎症缓解策略,构建具有高度仿生天然软骨ECM结构和生化信号的微环境,探讨仿生支架的炎症缓解作用及对软骨损伤的再生修复功效和应用潜力。具体研究内容如下:（1）从原位中和脂肪族聚酯材料酸性降解产物的角度,本研究提出发展“中性纤维”功能纤维的设计思路。利用同轴电纺技术,通过调节壳层壳聚糖（CTS）溶液的注射速率制备具有不同CTS含量涂层的CTS/PLGA壳芯取向纤维,然后通过体外降解方法,研究壳层碱性天然成分CTS对芯层PLGA降解产物的原位酸度中和作用,并从细胞和组织层面评价CTS/PLGA纤维的pH中和特性对炎症反应的缓解作用。结果表明,体外降解过程中,CTS/PLGA纤维中壳层CTS成分能有效中和芯层PLGA降解引起的pH下降,降解8周后,CTS/PLGA组的pH维持在接近中性,而PLGA组的pH则下降至3.1。利用降解液模拟的降解酸性微环境,发现CTS的酸度中和作用可显著减少人成纤维细胞的促炎症因子IL-6和IL-8的分泌（分别为PLGA组的37%和34%）和下调促炎症基因IL-6、IL-8和IL-1β的表达（分别为PLGA组的34%、69%和56%）,同时促进ECM相关基因COL-1和COL-3的表达。对支架体外生物相容性评价的实验结果表明,相比于PLGA纤维,CTS/PLGA“中性纤维”虽然减缓了成纤维细胞的增殖和粘附能力,但却促进细胞的迁移和胶原蛋白的分泌。在植入大鼠皮下2周和4周后,对新生组织进行H&E染色和CD68免疫组化染色,发现CTS/PLGA“中性纤维”能显著减缓体内炎症细胞的募集和异物巨细胞的形成,同时减少新生血管化的形成及促进成纤维细胞长入支架内部和分泌大量细胞外基质。（2）基于壳聚糖的pH中和特性及其与天然软骨ECM中糖胺聚糖（GAGs）化学结构相似的优势,将PLGA电纺纤维制备成短纤维后复合到柠檬酸改性的壳聚糖水凝胶（CC）中,以仿生软骨ECM的纤维-水凝胶复合结构,同时增强壳聚糖基CC水凝胶的力学性能;接着,引入软骨脱细胞基质（CDM）作为软骨分化诱导的生化信号,通过冷冻成胶法（cryogelation）和冷冻干燥法（lyophilization）制备了可在组成、结构和生化上对天然软骨基质微环境高度仿生的3D多孔支架,然后研究该仿生支架对软骨形成和再生修复的促进作用。结果表明,PLGA短纤维和CDM的引入能显著增强CC水凝胶的力学性能（压缩应力提升了349%,杨氏模量提升了153%）,同时具有大孔径、合适的孔隙率及快速吸水能力。PLGA短纤维增强的CC水凝胶体系（即Fib/CC）同样具有pH中和特性,能有效减缓包埋皮下后炎症细胞的募集和异物巨细胞的形成。而对于同时含有PLGA短纤维和CDM的复合水凝胶（即CDM-Fib/CC）仿生支架,在体外细胞实验中能有效促进软骨细胞的粘附和增殖及形成成熟的新生软骨组织,伴随着丰富的软骨特异性ECM（GAGs和II型胶原）的沉积;进一步,通过动物实验将CDM-Fib/CC仿生支架植入兔软骨下骨缺损处,发现该仿生支架增强的力学性能及软骨诱导活性能有效促进缺损的再生修复。（3）从将抗炎生化信号引入仿生支架的角度,本研究通过在电纺PLLA取向纤维的表面涂覆聚多巴胺（PDA）涂层,利用PDA分子中的非共价键（π-π叠加和氢键）吸附作用负载具有炎症缓解作用的小分子药物橙皮素（Hes）,然后研究了该支架中Hes介导的炎症缓解作用及对软骨细胞功能的影响。结果表明,PDA涂覆后的PLLA支架可成功负载Hes,并在体外实现缓慢释放。通过体外细胞实验发现,Hes@PDA/PLLA仿生支架有效下调RAW264.7巨噬细胞促炎基因表达（TNF-α、IL-1β和INOS）和上调抗炎基因（CD206和IL-4）表达,从而调控炎症激活的巨噬细胞从促炎M1表型向抗炎M2表型转换。除此之外,发现Hes@PDA/PLLA仿生支架也能通过下调炎症激活的软骨细胞促炎基因（TNF-α、IL-1β和INOS）和基质金属蛋白酶3（MMP3）的表达,实现软骨特异功能相关基因（Aggrecan、CollagenⅡ和Sox9）的表达和相关蛋白（GAGs和胶原）的分泌,利于软骨形成。综上所述,本研究通过同轴电纺技术制备了具有壳芯结构的CTS/PLGA“中性纤维”,利用壳层CTS的原位酸度中和特性缓解芯层PLGA降解引起的pH下降,从而缓解了炎症反应,利于提高该仿生纤维支架的长期生物相容性;基于壳聚糖的pH中和特性及其与软骨基质中的GAGs化学结构相似的优势,将PLGA短纤维和CDM复合到壳聚糖基水凝胶中制备了力学及软骨诱导能力均显著增强的仿生软骨支架,通过其结构和成分的高度仿生特性及足够的力学性能,实现了有效修复和再生软骨缺损;最后通过将小分子药物Hes引入到PDA改性的PLLA纤维上,构建了有潜力缓解（植入初期）炎症反应特性的工程化仿生纤维支架,研究通过Hes的缓释对炎症缓解及软骨细胞功能的影响和机制。这些研究不仅丰富和加深了构建具有炎症缓解特性的工程化纤维仿生支架应用于组织再生（如软骨组织）的功效和机理的认识,同时也为软骨组织工程中仿生支架的设计和构建提供了新的思路和方向,对推动具有良好生物相容性的工程化软骨支架的构建和促进其临床应用转化具有重要指导作用和参考价值。