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人体的软组织（包括软骨、皮肤等）易在外力作用下发生损伤。轻微软组织损伤可自行愈合,但严重损伤造成的大尺寸组织缺损却无法自行修复。关节软骨是再生能力较差的一种软组织,而且大多关节软骨缺损都伴随软骨下骨的损伤,目前临床上缺少对骨-软骨进行一体化修复的有效方案。类似的,严重的皮肤创伤自身也难以修复,而且容易引发组织感染或其它的继发性组织损伤,严重皮肤创伤的修复也一直是临床棘手的问题。近年来,基于水凝胶材料的修复再生策略为多种软组织的修复重建提供了新的思路。本论文基于骨-软骨一体化修复和严重皮肤损伤修复中的不同需求和关键问题,分别开发了力学特征和降解行为可控的弹性水凝胶基体,进一步将具有特定生物功能成分的镁（Mg）合金颗粒分别载入不同弹性水凝胶基体中,以发挥成血管、促成骨和抑菌等生物学效应,提升水凝胶材料修复骨-软骨缺损和皮肤缺损的效果。本论文主要研究了镁合金颗粒的加入对不同水凝胶基体的物化性能和生物学性能的影响,研究了不同镁合金颗粒改性水凝胶的降解行为和离子释放行为,以及不同镁合金颗粒改性的水凝胶材料对骨软骨缺损和皮肤缺损修复的作用和机制。取得的主要结果如下:（1）以PVA-淀粉弹性复合水凝胶作为基体并添加Mg-Sr合金颗粒作为生物活性成分,制备复合水凝胶支架用于骨-软骨缺损修复。首先通过改变PVA与淀粉的配比以调控复合水凝胶的力学性能和降解性能。PVA/淀粉水凝胶的储能模量随PVA含量的增加而变大。PVA/淀粉水凝胶的降解速率随着淀粉含量的增加而上升。进一步选取PVA/淀粉比例为1:1的水凝胶并在下层添加不同含量的Mg-Sr合金颗粒（0、0.07 wt%、0.3 wt%和0.7 wt%）制备成骨-软骨复合水凝胶支架,研究合金含量对复合水凝胶生物学性能的影响。不同复合水凝胶制备的浸提液培养小鼠成骨前体细胞和大鼠软骨细胞1、3天后的相对增殖率均大于75%,显示出合格的生物相容性。骨髓间充质干细胞在0.7 wt%Mg-Sr颗粒复合水凝胶的浸提液中成骨诱导培养4天和7天后,ALP表达量相与不添加Mg-Sr颗粒组相比出现显著上调。同时,0.7 wt%Mg-Sr颗粒复合水凝胶的浸提液对COZ 1、RUNX2、OPN和OCN四种成骨相关基因的表达量均有上调作用,其中对COL 1和OCN两种基因的上调作用最为明显。分别选择PVA/淀粉比例为1:1,1:2和2:3的水凝胶并在下层添加0.7 wt%的Mg-Sr颗粒制备出不同降解速率的骨-软骨复合水凝胶支架。首先对合金颗粒在三种水凝胶中的离子释放行为进行表征,在去离子水浸提1天后,三种支架的浸提液具有相近的pH值。大鼠骨-软骨缺损修复实验结果显示,当PVA/淀粉的比例为1:1时,支架对大鼠骨-软骨缺损无修复效果;当PVA/淀粉比例为2:3和1:2时,支架对骨-软骨缺损有一定修复效果。植入8周后,PVA/淀粉的比例为1:2的支架所诱导生成的软骨与原软骨组织之间无明显界限、新生软骨区无明显结构塌陷,显示出最优的修复效果。（2）利用Mg-Cu合金颗粒、海藻酸钠和明胶制备具有大孔结构的弹性复合水凝胶伤口敷料。首先探究了 Mg-Cu颗粒含量对海藻酸钠/明胶水凝胶的物理化学性能和生物学性能的影响。结果发现,随着合金颗粒含量的增加,复合水凝胶的发泡体积逐渐增加,其中SAG-2MC（2wt%Mg-Cu）可达190.0±4.1%。复合水凝胶的储能模量随着Mg-Cu颗粒含量的增加而降低,而SAG-2MC的储能模量与天然皮肤的储能模量最接近。复合水凝胶的吸水率和水蒸气透过率与Mg-Cu颗粒的含量正相关,其中SAG-2MC的吸水能力是SAG-0MC的5倍。SAG-2MC的水蒸气透过率（4196.4±560.8 g/m2·day）是医用纱布（3389.4±184.2 g/m2·day）的 124%和商用敷料（521.6±49.2 g/m2·day）的804%。复合水凝胶的高吸水率和高水蒸气透过率有利于维持伤口的湿度平衡。细胞相容性测试结果表明SAG-2MC的浸提液对人脐静脉内皮细胞和成纤维细胞无明显细胞毒性。划痕实验结果表明SAG-2MC的浸提液能促进人脐静脉内皮细胞的迁移。同时,SAG-2MC对金黄色葡萄球菌（S.aureus）、大肠杆菌（E.coli）和绿脓杆菌（P.aeruginosa）三种致病菌的增殖表现出明显的抑制作用,抑菌率分别是 99.9±0.1%、98.7±1.2%和 98.0±0.7%。进一步通过小鼠全层皮肤缺损模型研究了 SAG-2MC对伤口的修复作用。覆盖缺损5天和15天后,SAG-2MC组的创面收缩率为44.0±3.8%和84.2±0.6%,明显高于SAG-OMC、SAG-2M（添加2wt%纯Mg）组和商用薄膜敷料组的结果,表明SAG-2MC具有更好的促进伤口愈合的作用。对15天后的新生皮肤组织进行组织学染色分析发现,相比于SAG-OMC、SAG-2M和对照组,SAG-2MC显示出更厚的新生表皮和真皮组织,更高的胶原沉积率和血管面积百分比。本课题的研究结果表明基于Mg-Sr颗粒改性的PVA/淀粉弹性水凝胶的骨-软骨支架和基于Mg-Cu颗粒改性的海藻酸钠/明胶弹性复合水凝胶的伤口敷料分别具有修复骨-软骨缺损和皮肤缺损的应用潜力。未来将进一步对镁合金颗粒改性的水凝胶进行优化,并深入研究镁基金属改性水凝胶的生物学功能及相关机制。