摘要
肿瘤，外伤，外科手术或炎症性疾病会导致严重的骨缺损，而骨骼的自我再生能力有限，需要大量的外科手术进行重建。然而临床应用的许多疗法，如自体或同种异体移植或假体材料均具有相当大的缺点。为了满足临床需求，迫切需要研发一款有效促进骨骼原位再生的骨组织工程支架。 骨是一种具有特殊结构的有机/无机天然复合材料，因此从仿生角度来看，有机和无机成分的结合是制造类似于骨组织材料的自然策略。海藻酸钠（Alg）和ε-聚赖氨酸（PL）均是天然高分子材料，具有可生物降解、生物相容性好等优点，在生物医学领域具有巨大的应用潜力。由于静电相互作用，富含羧基的Alg与富含氨基的PL形成了机械稳定的有机相。将具有优异骨诱导特性的58s生物活性玻璃（BG）掺杂在有机相中提高水凝胶的促成骨的能力。本论文围绕海藻酸钠、ε-聚赖氨酸、生物活性玻璃的结构与性质进行设计，成功构建出具有良好骨修复效果的复合水凝胶支架。主要的研究工作如下： 运用3D打印技术结合Ca2+离子交联和EDC/NHS共价交联法制备了海藻酸钠（Alg）、海藻酸钠/生物活性玻璃（Alg/BG）和海藻酸钠-聚赖氨酸/生物活性玻璃（Alg-PL/BG）支架，并对比评价了三种支架的理化性质和生物学性质。与其他组别相比，Alg-PL/BG墨水打印性好，其支架机械稳定性高，并且具有良好的生物相容性。但其共价交联时间长，力学强度与自然骨组织不匹配，限制其在骨组织工程中的应用。 为了提高Alg-PL/BG复合水凝胶的力学性能和减少水凝胶后处理时间，我们利用甲基丙烯酸酐将双键修饰到海藻酸钠分子链上，制备了甲基丙烯酰化海藻酸钠（MA-Alg）。然后将其与PL混合，在紫外光（UV）照射下制备MA-Alg-PL水凝胶。MA-Alg-PL水凝胶可以快速共价交联，具有较强的力学性能、良好的溶胀性、适宜的降解速率和良好的细胞相容性和粘附性，在负载药物和细胞方面具有巨大的应用潜力。 为了进一步提高MA-Alg-PL水凝胶的生物活性和促成骨能力，将58s生物活性玻璃掺杂其中。采用3D打印技术结合紫外交联法制备了不同BG含量的MA-Alg-PL/BG复合水凝胶支架。BG的加入不仅提高了MA-Alg-PL水凝胶的力学性质，还显著提高了其体外羟基磷灰石形成能力。与此同时，MA-Alg-PL/BG具有良好的生物相容性，较强的促间充质干细胞成骨分化能力。
NETL