第一部分载雌马酚纳米粒结构性金属骨小梁的制备、表征及体外生物相容性研究目的:采用超声乳化二步法制备Eq-PLGA纳米粒,利用PDA仿生法在多孔钽金属骨小梁材料表面制备PDA涂层,通过其特性大量吸附Eq-PLGA纳米粒在涂层表面,制备一种载雌马酚纳米粒的结构性金属骨小梁Eq-PDA-Tan,并检测其理化特性、生物相容性,为下一步研究提供基础。方法:运用超声乳化二步法制备Eq-PLGA纳米粒,通过观察纳米粒形态特征,分析粒径电位、检测Eq的包封率及装载率、Eq的体外释药情况评价Eq-PLGA纳米粒的理化特性。通过检测与纳米粒共孵育后的细胞存活率,细胞吞噬荧光标记的纳米粒情况评价Eq-PLGA纳米粒的体外生物相容性。利用PDA仿生法在多孔钽金属骨小梁材料表面制备PDA涂层,将制备好的Eq-PLGA纳米粒通过真空冷冻干燥法复合在PDA-Tan表面,成功构建Eq-PDA-Tan金属骨小梁。检测了Eq-PDA-Tan的表面形貌、亲水性,与细胞共培养后,观察细胞在材料上及材料孔隙内部的黏附、扩展和增殖情况,以评价Eq-PDA-Tan金属骨小梁的生物相容性。结果:扫描电镜及透射电镜观察Eq-PLGA纳米粒具有均匀的尺寸和良好的分散性,粒径为（291.5±29.54）nm,zeta电位（-22.3±1.98）m V,分散指数为0.149。Equol的包封率为（74.39±4.18）%,装载率为（6.86±0.54）%。体外释药实验显示Eq-PLGA纳米粒持续释放Eq达30天,总释放累计率达72.44±1.70%。与纳米粒共孵育后的C3H10 T1/2及RAW264.7细胞存活率基本高于90%,C3H10 T1/2细胞能吞噬Eq-PLGA纳米粒进入细胞质和细胞核,具有良好的细胞相容性。大体观察、SEM检测结果证实成功在Tan材料表面制备出PDA涂层及黏附了Eq-PLGA纳米粒,PDA涂层可增加材料表面表面亲水性。CCK-8、SEM、CLSM发现Eq-PDA-Tan能促进细胞增殖（P<0.05）,改善细胞在材料表面的黏附与伸展,并能促进细胞向材料孔隙内生长。结论:成功制备出Eq-PDA-Tan结构性金属骨小梁,该材料能在体外呈现出良好的释放性能,拥有良好的表面亲水性,能促进细胞增殖,引导细胞生长方向,具有良好的体外生物相容性,表明其是一种具有安全具有前景的骨植入材料。第二部分载雌马酚纳米粒结构性金属骨小梁对成骨分化、破骨分化的体外研究目的:探究Eq-PDA-Tan金属骨小梁在体外对细胞成骨分化、破骨分化等生物学效应的影响,为应用于体内骨质疏松性骨缺损的治疗提供前提。方法:通过光镜观察Eq-PDA-Tan金属骨小梁与C3H10 T1/2细胞、RAW264.7细胞在诱导因子存在条件下共培养后,细胞的形态变化。通过ALP染色与活性检测、茜素红染色、Western-blot、q RT-PCR、ELISA、TRAP活性检测分析Tan、PDA-Tan、Eq-PDA-Tan三组金属骨小梁对细胞成骨分化、破骨分化的作用。结果:将Eq-PDA-Tan金属骨小梁分别与C3H10 T1/2细胞和RAW264.7细胞共培养,在加入诱导因子后,C3H10 T1/2细胞逐渐向成骨细胞分化,出现钙结节,细胞变为扁圆形,细胞质出现空腔。RAW264.7细胞出现黑色伪足,相互连接,形成多核破骨细胞。ALP染色及活性结果显示,在成骨诱导7及14天后,Eq-PDA-Tan组的紫色较深,ALP活性明显高于其余各组（P<0.05）。茜素红染色结果显示,在成骨诱导21天后,Eq-PDA-Tan组红染的钙结节遍布整个视野,呈深红色,半定量分析IOD值明显高于其余各组（P<0.01）。对于成骨相关蛋白,在共培养诱导7天后,Eq-PDA-Tan组的COL-1,RUNX2和Osterix均明显高于其余各组（P<0.01）,而OCN的表达在各组中,无明显差异（P>0.05）。对于COL-1,Tan组和空白对照组之间无明显的差异（P>0.05）。在诱导21天后,Eq-PDA-Tan组COL-1的表达量依然高于其余各组（P<0.01）,PDA-Tan组和Tan组的COL-1表达量高于对照组（P<0.01）。对于OCN,Runx2和Osterix的蛋白表达量,Eq-PDA-Tan组都是显著高于其余各组的（P<0.01）,PDA-Tan组高于Tan组（P<0.01）,Tan组高于空白对照组（P<0.01）。对于破骨相关蛋白NFATc1、c-Fos、CTSK,在诱导7天后,该三种蛋白在Eq-PDA-Tan组的表达量是最低的（P<0.01）,其余各组之间无差异（P>0.05）。成骨及破骨分化相关基因的检测结果显示出与蛋白相似的变化。Eq-PDA-Tan组上清液中OPG/RANKL的比值是最高的（p<0.05）,TRAP含量在Eq-PDA-Tan组中最低（p<0.05）。结论:Eq-PDA-Tan金属骨小梁在体外表现出了优良的促成骨分化作用,同时Eq-PDA-Tan金属骨小梁通过Eq的释放抑制了细胞的破骨分化,有望成为骨质疏松骨缺损患者的理想骨植入物。第三部分载雌马酚纳米粒结构性金属骨小梁治疗大鼠骨质疏松性骨缺损的体内研究目的:建立大鼠骨质疏松股骨髁临界骨缺损模型,通过影像学、组织学等方法评价Eq-PDA-Tan金属骨小梁在体内骨质疏松骨微环境下的骨修复能力、骨整合效应及体内生物相容性,为临床应用转化提供依据。方法:1、将SD雌性大鼠分为OVX（卵巢切除术,40只）组和Sham（假手术,10只）组,通过骨代谢标志物检测、骨密度检测、Micro-CT骨扫描、组织学观察评估骨质疏松模型造模是否成功。2、将OVX大鼠随机分为4组,在股骨髁制造直径3.5mm,深4mm的圆形缺损,将制备好的金属骨小梁体内植入件按照（空白对照组、Tan、PDA-Tan、Eq-PDA-TAN）植入到骨缺损内。3、使用X线在术后0W、4W、8W、16W观察金属骨小梁是否成功植入股骨髁缺损处,植入物有无松动以及空白对照组骨缺损修复情况。4、在术后4W,8W,16W取出样本,大体观察骨缺损修复与周围组织情况;硬组织切片品红-亚甲基蓝染色及甲苯胺蓝染色观察金属骨小梁内部骨长入情况与骨-材料界面情况,并计算金属骨小梁孔隙内骨面积长入百分比及植入物接触率（BIC）;使用SEM观察植入物骨长入情况及骨与材料界面,并用EDS对新生骨组织元素成分进行分析。5、在术后16W通过对大脑皮层、心脏、肝脏、肾脏、脾脏组织进行组织学观察,评估其体内生物相容性。结果:1、通过骨代谢标志物的检测,发现术后12W后,OVX组的血清骨钙素水平明显低于Sham组（P<0.01）,而TRACP-5b水平较Sham组明显上升（P<0.01）,骨密度较Sham组明显下降（P<0.01）。Mirco-CT结果显示OVX组BV/TV、Conn.D、Tb.N、Tb.Th显著低于Sham组（P<0.01）,而Tb.Sp明显高于假手术组（P<0.01）。组织学观察发现OVX组的骨小梁变细,小梁间距增宽,骨小梁断裂,骨胶原减少,破骨细胞数量较Sham增多。2、X线观察:术后当日,可以看到空白对照组股骨髁处出现骨缺损圆形阴影,各组植入物植入位置良好,材料与骨缺损界面间有细微缝隙。术后4、8、16W,空白对照组随时间延长骨缺损范围变小,但骨缺损仍然清晰可见,出现骨质硬化,其余各组随时间延长植入物位置无变化、松动,植入物周围有骨痂形成,植入物与骨缺损界面间缝隙逐渐变小,越来越牢固,术后16W,Tan组仍然可见与骨界面缝隙,但PDA-Tan组和Eq-PDA-Tan组植入物与骨界面缝隙肉眼不可见。3、大体观察:各组中均未出现感染和排斥反应,各组植入物位置良好,均未出现松动;随植入时间的延长,各组材料逐渐有纤维组织、骨痂覆盖;空白组中骨缺损逐渐被纤维组织填充,但仍可见节面清晰的骨缺损。4、硬组织切片品红-亚甲基蓝染色及甲苯胺蓝染色观察:Eq-PDA-Tan组相比其余两组均有更多的新生骨长入（P<0.05）,而PDA-Tan组相比Tan组也有更多的骨长入（P<0.05）。Eq-PDA-Tan组和PDA-Tan组的BIC在各时间点处均明显高于单纯Tan组（P<0.05）,但Eq-PDA-Tan和PDA-Tan两组之间没有统计学差异。5、SEM观察及EDS分析:随时间延长,Eq-PDA-Tan组可见有大量新生骨质生成,并向孔隙内生长,新生骨与材料界面贴合紧密,从编织骨向板层骨过渡,最后成为成熟板层骨。各组新生骨的钙磷比随时间延长而降低,Eq-PDA-Tan组的钙磷比相比其余几组显著降低（P<0.05）,为1.686±0.029。6、生物相容性组织学观察:心、肝、脾、大脑皮层及肾组织,无明显炎症细胞浸润,未出现病理改变。结论:Eq-PDA-Tan金属骨小梁能有效的促进骨质疏松微环境下的新骨形成,改善骨-材料界面的骨整合效应,拥有良好的体内生物相容性与骨诱导性。