大面积骨缺损修复一直是骨科医学的难题,而创伤、肿瘤切除及感染等导致需植骨修复的人数呈不断上升趋势,骨组织工程的发展为治愈骨缺损修复提供了良好的前景。组织工程是利用具有特定结构和功能的生物活性材料,通过体外培养细胞和构建人工组织的方法,用以修复或再造器官及组织。具有特定结构和功能的生物活性支架是对天然细胞外基质的模拟,能够在体外有效地促进细胞的粘附、增殖和分化。本文针对传统热致相分离(Thermally induced phase separation, TIPS)难以制备具有开放孔结构的大孔径聚乳酸(Poly-L-lactic acid, PLLA)支架的不足,通过研究TIPS过程特点,改进TIPS制备PLLA大孔径支架,然后利用水解结合相分离技术在其表面接枝明胶(Gelatin, Gel),在不改变支架孔隙率的前提下,提高其物理及生物学性能,最后将人源脂肪间充质干细胞(Human adipose-derived stem cells, hADSCs)接种到复合支架中进行体外三维培养,研究细胞在支架内的增殖及分化情况。本文首先采用两步相分离法制备PLLA大孔径支架,研究发现支架的孔径和孔壁拓扑形貌均可以通过调节初步凝胶时间和温度进行控制。根据骨组织工程对支架孔径的具体要求,筛选出适宜结构的的支架：大孔径为191.65～265.49μm,平均孔径为225.90±34.15μm、小孔径为16.25～58.13μm,平均孔径为39.56±12.90μm,微孔孔径为197.24～523.00nm,平均孔径为387.94±102.48nm,孔壁上分布有短纤维结构,纤维直径为186.39～354.30nm,平均直径为260.64±56.39nm。支架材料的压缩模量为2.79±0.20MPa,将支架浸润到1.5倍模拟体液(Simulated body fluid, SBF)中,体外孵育一段时间后,支架孔壁上有矿化结节产生，表明支架具有良好的体外矿化能力。采用低浓度氢氧化钠对支架表面轻度水解后,利用碳二亚胺/N-羟基琥珀亚胺(EDC/NHS)交联，然后采用TIPS将Gel引入到支架内部。结果显示，Gel呈纤维状分布在支架中，孔壁上有分布均匀呈多孔网络结构的Gel,改性后支架的压缩模量为7.22±0.13MPa，力学性能相较于改性前的支架得到显著性提高。蛋白吸附能力由8.44±0.86mg/g提升为17.31±0.82mg/g。改性后支架在第1天的吸水率是改性前的5.62±0.42倍。将hADSCs接种在复合支架内，于孔板中体外培养。荧光染色观察细胞的活性及分化隋况；CCK-8测定复合支架内细胞的增殖情况；激光共聚焦显微镜观察支架内的细胞粘附及伸展情况。结果表明hADSCs在复合支架内体外培养6天后与对照组相比具有更好的细胞活性和增殖能力，在第6天的增殖量是对照组的1.41±0.06倍，很少细胞凋亡，且支架内的细胞形态良好；激光共聚焦结果显示hADSCs能够很好的粘附在支架内部并充分伸展；von Kossa染色结果表明细胞在第14天已经表现出成骨表型，产生矿化结节。复合支架中的细胞外基质含量是对照组的3.20±0.22倍。研究表明,复合支架适于脂肪干细胞的粘附、增殖及骨向分化。这些结果表明该支架在骨组织工程中有着很好的应用前景。