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我国每年因创伤、感染及肿瘤切除而造成的骨缺损患者达数百万人,并且呈上升趋势,由于自体骨及异体骨移植存在比较多的局限性,因此急需开发具有适宜的机械强度、药物缓释、细胞亲和性及骨诱导性的骨修复材料。现有的骨修复材料普遍存在成骨活性低,骨修复速度慢等缺点,生长因子的固载是改善材料生物活性的有效手段和方法。如何实现生长因子(尤其是多种因子)的活性固载和精确时序释放是材料设计构建的关键之一。为此,本研究抓住骨组织再生过程中细胞募集和成骨分化两个环节,选择可调控干细胞趋化和诱导成骨分化的白细胞介素(IL-8)和人骨形态发生蛋白(rhBMP-2),以具有有序介孔结构的介孔生物玻璃(MBG)支架和未交联聚乙二醇改性聚癸二酸甘油酯(PEGS)复合材料为基体活性固载IL-8和rhBMP-2并实现其时序释放。从而借助IL-8和rhBMP-2在骨缺损原位启动干细胞的募集和成骨分化,并通过生长因子与MBG/非交联PEGS的协同促进成骨。主要研究内容包括:MBG/PEGS复合支架的制备、理化性能表征;MBG/PEGS复合支架体内外生物性能的研究;rhBMP-2和IL-8双因子的固载和时序释放,以及材料的体内成骨性能等。取得的主要结论如下: (1)MBG/PEGS复合支架的可控制备。采用改进的溶胶-凝胶海绵模板法制备MBG支架,通过聚乙二醇(PEG)与癸二酸及甘油两步酯化缩聚得到PEGS预聚物。进一步采用“临界体积吸附-冻干法”将非交联PEGS与MBG多孔支架复合,研究复合支架的理化性能及固载的rhBMP-2缓释和活性。结果表明,PEGS涂层有效增加了MBG材料的机械强度,解决了MBG基体的脆性问题。MBG/PEGS复合支架呈现良好的亲水性及温和的pH变化。同时,MBG/PEGS复合支架可缓解rhBMP-2的突释,延长缓释时间,且能够保持rhBMP-2的成骨活性。 (2) MBG/PEGS复合支架体内外生物性能的研究。以大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)为细胞模型,比较MBG,MBG/PGS和MBG/PEGS三种材料的体外细胞黏附、增殖及成骨分化。结果表明,三种支架材料均无明显的细胞毒性。MBG/PEGS成骨前期ALP活性、成骨后期矿化及成骨相关基因的表达均高于MBG和MBG/PGS两组。体内动物实验表明,固载rhBMP-2的MBG/PEGS复合支架,具有最优的成骨性能。 (3) rhBMP-2和IL-8的固载及MBG/PEGS复合支架的成骨性能。将生长因子rhBMP-2固载在MBG多孔支架的介孔中,支架表面涂覆高分子PEGS,再将趋化因子IL-8固载在PEGS涂层表面,以实现IL-8的快速释放及rhBMP-2相对较缓慢地释放。体内原位动物实验结果表明,负载rhBMP-2和IL-8的MBG/PEGS复合支架具有优异的成骨性能。