骨组织工程是基于种子细胞、生长因子和支架材料的概念,其中支架材料是骨组织工程的关键因素,一方面作为种子细胞和生长因子的载体,另一方面给新生骨提供力学支撑作用。因此,对于支架材料的研究成为骨组织工程的重要方面,研究者都致力于开发出更符合骨组织工程要求的支架材料。丝素蛋白具有良好的机械性能和理化性质,如良好的柔韧性和抗拉伸强度、透气吸湿性、生物相容性、生物降解性、无毒、无刺激性等。其作为纯天然生物高分子材料应用于生物医学领域已有很长历史,在组织工程领域的应用已成为丝素蛋白研究的热点,被广泛应用于人工神经、皮肤、骨骼、血管、肌腱、韧带和角膜等领域。早在90年代初就有将碳酸钙应用于骨组织工程中的研究,人们将天然珊瑚(主要成分是碳酸钙)制成细胞支架,用于多种细胞的体外培养。2003年,陈晓明等制备出一种多孔碳酸钙陶瓷,并对其理化性能和生物相容性进行了较为全面的测试,结果表明其具有良好的生物可降解和细胞相容性。因此,多孔碳酸钙陶瓷作为骨组织工程的支架材料日益受到人们的重视。基于此,本实验采用来源广泛、生物相容性良好的丝素蛋白和碳酸钙共混制备复合支架材料,并对其理化性能和生物相容性进行相关测试,旨在为骨组织工程提供一种制备简便、成本低廉、性能优异的人工骨材料。本实验以碳酸钠和无水氯化钙为原料,分别采用普通法和滴定法制备碳酸钙,通过研究分析发现,滴定法制备的碳酸钙是亚稳型的球霰石晶体,易于转变为更稳定的方解石或者文石晶体,易于发生团聚现象：而普通法制备的碳酸钙为方解石和球霰石的混合晶体,呈现球形的、中空多孔结构,粒径分布在1-3μm,并且在微粒表面存在大量的纳米碳酸钙和丰富的孔道。因此本实验采用普通法制备碳酸钙以进行后续实验。以丝素蛋白溶液和自制碳酸钙为原料,通过调节其共混质量比、采用不同的制备方法,探索丝素蛋白/碳酸钙复合支架的制备工艺,并对其理化性能和生物相容性进行了相关测试。支架理化性能测试的结果表明：①各样品的横截面均蜂窝状结构,孔径介于20-300μm之间,孔与孔之间存在3-10μm的微孔相互连通;孔隙率介于43%-76%之间,当丝素蛋白与碳酸钙比例为6：4时孔隙率最高。②力学性能测试结果表明,复合支架材料的弹性模量和压缩强度成负相关,弹性模量介于23-1802MPa,压缩强度介于8-41MPa。③FTIR谱显示,样品中同时存在丝素和碳酸钙的吸收峰,并且存在峰的偏移、削弱和消失,由此推测丝素和碳酸钙之间发生了一定的复合。④DSC测试表明,碳酸钙微粒的加入,促进了丝素蛋白由无规卷曲向β-折叠构象的转变,结晶度得到提高。支架生物相容性测试结果表明,复合支架无毒性反应、致敏反应、刺激反应、热源反应和溶血现象,有良好的生物相容性和体外降解性,具有临床应用的可能性。为了进一步奠定其临床应用的基础,在后续研究中还应对其遗传毒性、致癌性、生殖毒性、植入后局部反应、降解产物与可溶出物毒代动力学等进行深入研究。同时,还可探索将其与种子细胞、生长因子相结合,制备出具有优异的骨诱导性和骨传导性的骨组织工程支架材料。