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当代材料科学、医学和生物学的长足发展，使矫形外科也随之产生巨大变革：在修复材料的应用上，已从生物惰性材料发展到生物活性材料，乃至于以后者为框架或基底构建的组织工程材料，最终实现自体组织对植入体的完全替代；在操作技术上，则从创伤性手术向微创技术发展，以减轻病人痛苦，降低医疗资源消耗以及减少术后并发症。因此，寻求能够满足上述发展要求的修复材料是加速这一进程的关键因素；而在骨修复领域，可注射自固化材料成为当前研究的热点。有鉴于此，本研究力图开发一种具有如下特性的新型骨修复材料：可注射，可原位固化形成三维多孔结构，具有骨诱导活性。本研究利用磷酸钙骨水泥（CPC）可原位固化成型的基本特性，对其进行了改性。固相采用两种体系：β-TCP体系和双相磷酸钙（TTCP+DCPA）体系。液相采用壳聚糖的弱酸溶液，壳聚糖不仅具有良好的生物相容性，而且能够提高CPC的粘弹性，提高了其临床操作的柔顺性和抗体液冲刷能力，使CPC易于塑型；体系的偏酸性，使CPC固相粉末易于溶解，加速了水化反应的进程，缩短了凝固时间，产物的抗压强度也有所提高。另外，材料植入骨缺损部位后，周围形成偏酸性的微环境将加速钙磷盐的溶解，提高CPC的生物降解性。作为骨组织工程支架材料来说，这一点是非常具有实际意义的。以β-TCP作为固相制备CPC的优点在于工艺简单，原料易得。为了满足临床需要，从凝固时间和抗压强度两方面来确定该体系CPC的最佳配比。当液相配方为2％壳聚糖、20％柠檬酸、5％葡萄糖（均为wt％），固液比P／L=0.6g／mL时，试样的凝固时间为7.201±0.50min，满足临床对于凝固时间的要求（5～30min）：抗压强度为21.40±0.83MPa，可用于非承重部位的骨缺损修复。影响骨水泥凝固时间和抗压强度的因素主要有：液剂浓度、固液比、原料颗粒比表面积和晶种。通过XRD等测试方法表明固化产物的成分为羟基磷灰石（HA）和二水磷酸氢钙（DCPD），两相的含量为：HA占77.2％，DCPD占22.8％（均为wt％）。TG-DTA分析表明在固液两相混合后，一方面B-TCP转化为CDHA，继而生成HA；另一方面，B-TCP先转化为B-Ca2P2O7，再转化为γ-Ca2P2O7，进一步生成DCPD。以TTCP和DCPA双相磷酸钙体系作为CPC的固相，可使体系pH值平衡，固化过程完全彻底，避免了采用单一体系时会出现酸性副产物的情况。固化产物为羟基磷狄石。通过对磷酸钙盐溶解性能的分析，认为CPC的形成的热力学原理基于各种磷酸钙盐溶解度的差异，当pH＞4.2时，HA的溶解度最小。并建立了该体系CPC的固化反应动力学模型：在固化反应的前2h内，固化反应动力学由原料颗粒表面溶解控制；2h以后，转变为由水分子通过产物层的扩散控制。考察了双相磷酸钙体系的固液比、粉末粒径对凝固时间、抗压强度和体系pH值的影响。增大固液比，减小粉末粒径，可以使凝固时间缩短，抗压强度提高。适宜的配方是：液相为含3％CS、5％CA、15％glucose（均为wt％）的溶液，固相为各自球磨40h的TTCP和DCPA的等摩尔混合粉体，固液比P／L=0.8g／mL，固液两相调和后形成的CPC的凝固时间是7.20±0.39min，抗压强度是30.2±0.8MPa。粉末粒径对凝固时间、抗压强度和体系pH值变化的具体影响是：在同一DCPA粉末粒径下，减小TrcP的粒径，能使ts迅速缩短；而在同一TTCP粉末粒径的前提下，减小DCPA的粒径则对ts的影响系数不大。DCPA粒径越小，抗压强度越高；而TTCP的粒径对抗压强度的影响则不如DCPA显著。减小TTCP粒径，使体系平衡pH值上升；减小DCPA的粒径，使平衡pH值下降。固化前2h pa值变化较显著，这时正是表面溶解控制。2h以后，pH值变化趋于稳定，这时转化为由水分子通过产物层的扩散控制。在实验所用粉末的粒径范围内，平衡pH值在7.30～9.50之间变化。在双相磷酸钙体系CPC的基础上，开发出新型多孔CPC支架材料。该材料采用可溶性纤维甘露醇作为致孔剂，利用其可在体液环境下溶解的特点与磷酸钙骨水泥复合，制备可体内降解成孔的磷酸钙骨水泥支架材料材料。该材料在凝固初期，由于固化体中只有微孔，且孔隙率低，故强度较高。随着甘露醇晶体在体内的逐渐溶出，复合材料中大孔增多，孔隙率增加，从而制备出体内降解成孔的可注射支架材料。孔径达到100～300μm。添加70％致孔剂时，孔隙率达到75.1±1.2％。采用模拟体液培养试验、体外细胞培养试验和体内植入试验对两种体系的CPC材料进行了生物学性能评价。对于β-TCP体系CPC，模拟体液培养试验表明能够诱导钙磷盐沉积，细胞培养试验表明材料的细胞相容性良好。动物植入试验表明，材料可降解，具有骨传导性。对于两相磷酸钙体系组成的多孔CPC支架材料，在没有添加任何生长因子的情况下，在肌肉中能够异位成骨；体内植入试验表明该材料具有生物可降解性和骨诱导性。