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摘要由创伤、肿瘤切除和其他疾病引起的骨不连和大段骨缺损对临床治疗造成了巨大的挑战，术后可能引发的骨感染也是一个亟待解决的问题。因此，开发一种具有良好力学性能和生物活性，同时能够药物缓释的骨组织工程支架至关重要。多级孔支架具有仿人骨结构的特点，在骨组织工程中显示出独特的发展潜力。聚己内酯（Polycaprolactone,PCL）具有良好的生物相容性、载药性能、降解性能而被美国FDA批准用于临床的高分子材料。本研究通过PCL复合具有促进成骨活性的矿化胶原（mineralizedcollagen,MC）和β-磷酸三钙（β-tricalciumphosphate,β-TCP），并负载具有抗菌作用的万古霉素（Vancomycin,VCM），制备内层MC/PCL/VCM（MCP-V）和外层PCL/β-TCP（PT）多孔支架进行性能研究。同时，通过对结构设计，将熔融沉积打印（FDM）和真空冷冻干燥技术复合构建PT-MCP-V多级孔支架，模拟天然骨的成分和结构，外层支架的个性化定制可使仿人骨支架在骨缺损临床治疗上具有广阔的应用前景。具体研究内容与结论如下：<br>　　（1）内层MCP-V支架的制备和性能研究：本论文利用真空冷冻干燥技术，制备了不同MC含量的内层MC/PCL（MCP）多孔支架，同时对支架进行负载VCM构建MCP-V提供抗菌环境。结果显示各组支架具有类似的孔隙率，当MC的比例由0%提升至60%时，支架的抗压强度不断降低但呈现一定的韧性，最低的抗压强度为（1.6±0.01）MPa，满足非承重骨的中最低要求（1MPa）；药物的累计释放百分比测试显示所有支架中的VCM能在在20天内释放，且累计释放百分比随MC含量的增高而提高，MCP-V（60%MC）在20天的药物累计释放达到（72.1±1.75）%；扫描电镜观察所有MCP-V支架的孔径范围为10-30μm；通过CCK-8试剂盒检测支架的生物相容性，结果显示所有支架在1，3和5天产生了增殖，但没有负载VCM的支架比负载VCM的支架具有更高的吸光度，细胞增殖更明显。VCM的添加以及释放对细胞产生了影响，所以构建合理的载药支架十分重要。<br>　　（2）外层PT支架的制备与性能研究：本研究将PCL与β?TCP复合并通过螺杆挤出机得到不同配比的PCL/β?TCP复合丝，采用熔融沉积打印（FDM）制备PT支架。对PT支架的微观结构、降解性能、抗压特性及生物相容性进行了测试。结果显示PT支架具有300-500μm的孔径且可自由调整，含有β?TCP的支架具有粗糙的表面，且有颗粒凸起；支架的抗压强度能达到（18.49±0.09）MPa，能够作为支撑框架提供足够的强度；PCL的降解缓慢，β?TCP的加入在10周后会加速支架的降解，12周失重率达到（3.53±0.14）%；将PT支架与MC3T3细胞共培养，支架没有明显的细胞毒性，能够为细胞提供生长的三维空间。<br>　　（3）PT-MCP-V多级孔支架的3D打印构建与性能研究：本研究通过构建空心圆柱模型，将FDM和真空冷冻干燥技术结合构建具有多级孔结构的PT-MCP-V支架。多级孔支架能够结合内外层支架的优点，拥有比单一支架更好的性能。结果显示PT-MCP-V支架的抗压强度最高能达到（10.99±0.38）MPa，相比于内层MCP-V支架提升了686%；孔隙率会影响药物的释放，PT-MCP-V支架的孔隙率低于MCP-V支架，药物累计释放百分比最大差值可达32%。增加外层PT支架构建PT-MCP-V多级孔复合支架模拟骨的成分和结构，具有合适的抗压强度和可控的药物累计释放百分比，为临床骨缺损的修复提供了新的思路。