骨组织缺损是临床中常见的组织缺损类型之一。在口腔颌面外科领域,骨组织缺损主要是由于创伤,良、恶性肿瘤及先天性疾病等引起颅面诸骨的缺损。目前关于骨组织缺损的修复方法及材料的选择方法较多但修复效果都不理想。临床常用的修复方法包括自体骨移植,同种异体骨或异体骨移植,人工修复材料等方法。近年来,基于干细胞的组织工程技术及基于外泌体的无细胞骨再生技术均取得了突破性的发展,也为骨组织缺损的修复研究提供了新的方向,而上述两种方法中支架材料的设计对其最终修复效果有着举足轻重的影响。气凝胶是将各类凝胶材料中的液体成分通过各种方法（通常是二氧化碳超临界干燥和冷冻干燥）去除而保留原有空间结构的一类材料,自被发现以来广泛应用于隔热、催化、环境清洁、过滤、传感器等方面,并取得了良好的应用效果。在生物医学领域,气凝胶主要被应用于药物传递、伤口愈合敷料、疾病诊断、超声造影剂等方面,然而在骨组织再生领域的应用相对较少。因此,设计结构、性能合理的气凝胶骨缺损修复支架材料有着重要的现实意义。研究目的:本论文针对气凝胶材料在骨组织缺损修复领域的潜在应用。设计两部分实验研究:一部分是设计制备满足骨组织缺损修复需要的气凝胶支架材料并行相关表征,旨在改善目前气凝胶材料只存在小的纳米孔及机械强度相对低的缺点。另一部分是通过体外实验及体内实验共同验证设计制备的气凝胶材料促血管化骨再生的效果。研究方法:（1）互穿网络多级孔气凝胶的制备及表征。以硅酸四乙酯为二氧化硅的前驱体,采用传统的溶胶-凝胶法经酸、碱分别进行水解与缩合反应,并在此过程中向二氧化硅溶胶中加入的经京尼平交联的不同配比的丝素蛋白与微纤化纤维素混合物制备互穿聚合物网络结构（4%丝素蛋白溶液、硅酸四乙酯水解反应液、微纤化纤维素溶液体积比分别为A组1:5.54:0.5;B组1:5.54:1;C组1:5.54:2）。同时通过金属镁颗粒遇水发生置换反应产氢气制备大孔结构,最终经二氧化碳超临界干燥技术成功制备出具有互穿网络多级孔结构的三种不同组分气凝胶样品并对其进行表征。（2）互穿网络多级孔气凝胶的体外细胞学评价。主要通过活细胞/死细胞双染色实验、CCK-8实验评价各组材料的生物相容性,通过可视化细胞粘附实验观察rBMSC在气凝胶上的粘附情况,通过在气凝胶支架材料上接种rBMSC后成骨诱导培养检测碱性磷酸酶活性评价气凝胶支架对rBMSC的成骨分化影响。（3）气凝胶的体内促血管化骨再生效果评价。建立大鼠颅骨临界骨缺损模型并分别采用各组气凝胶材料修复,通过荧光序列标记硬组织切片、Micro-CT分析、组织石蜡切片的HE染色、Masson三色染色、免疫组化骨桥蛋白（osteopontin,OPN）染色、免疫荧光Osterix/CD31双染色共同评价互穿网络多级孔气凝胶的促血管化骨再生效果。结果:（1）不同组分的气凝胶形貌均展现出良好的多级孔结构,均存在30-300 μm左右的大孔以及更小的微米级小孔和纳米孔。随着微纤化纤维素含量的增加,气凝胶支架机械强度表现为先增加后减小,B组气凝胶的机械强度最高,并展现出最好的仿生矿化能力。（2）三组互穿网络多级孔气凝胶支架均表现出良好的生物相容性,可实现rBMSC的粘附以及提高碱性磷酸酶的活力。（3）互穿网络多级孔气凝胶支架材料可促进大鼠颅骨临界骨缺损区的血管化骨组织再生,且B组气凝胶修复后对血管化骨再生的促进作用最高。结论:本研究成功设计制备了三组组分不同的具有互穿网络多级孔结构的气凝胶骨组织工程支架材料,通过材料的基本表征、仿生矿化、体外细胞学、体内动物颅骨缺损修复等系列实验证实三组气凝胶均具有良好的生物相容性及促进血管化骨再生能力,并优选材料组分的最佳配比,为后续气凝胶材料在骨组织工程领域的进一步应用提供了参考价值。