目的:软骨损伤是一种常见的医学问题,可以由创伤、老化、软骨本身和软骨下骨的紊乱（包括骨关节炎、骨坏死和剥脱性骨软骨炎）等引起。关节软骨损伤时可导致慢性疼痛,引起受累关节功能障碍,严重降低患者的生活质量。然而,由于软骨血管缺血,软骨细胞代谢活性低,软骨缺损的自愈能力有限。虽然软骨缺损的治疗有多种选择,但由于再生组织的质量较差,透明软骨的完全修复在临床实践中仍然是一个主要的挑战。安全、无创的磁场治疗结合组织工程修复软骨可能是一个有希望的前景。方法:本研究制备了羟基磷灰石-Ⅰ型胶原单体（HAC）和PLGA-PEG-PLGA温敏水凝胶复合支架,此种支架可分别与骨软骨缺损中的软骨层和软骨下层相匹配。通过开环聚合反应的方法合成了PLGA-PEG-PLGA温敏水凝胶支架。然后确定了支架的溶胶-凝胶转变的温度。分别在1、4、7天通过活/死细胞染色来检验温敏水凝胶对骨髓间充质干细胞存活能力的影响。接下来使用兔股骨髁缺损模型,研究了负载骨髓间充质干细胞并在电磁场刺激下的HAC和PLGA-PEG-PLGA复合支架对骨软骨缺损修复的体内效应。我们进行了组织学染色,并使用一种定量评分系统来评估支架对软骨修复的影响。采用免疫组化染色来检测软骨形成和成骨相关蛋白,包括Col2、Aggrecan、OCN和Col1,以反映组织再生和修复情况。这些标记物在新生组织中的m RNA水平的表达通过反转录酶-聚合酶链式反应（RT-PCR）。同时,应用micro-CT评估缺损区域软骨下骨的骨量,测量指标为骨体积与总体积之比（BV/TV）。最后,我们采用western blot、RT-PCR、流式细胞仪分析和免疫荧光染色等方法探讨电磁场治疗促进骨软骨修复的机制。通过检测Cyclin D1、CDK4、PCNA等增殖相关蛋白的表达来评价骨髓间充质干细胞增殖,通过检测PI3K/AKT/m TOR通路来解释电磁场对骨髓间充质干细胞增殖的影响。对于软骨形成作用,通过免疫荧光检测软骨形成相关蛋白（包括Col2、Aggrecan和SOX9）来判断软骨形成情况,并检验Wnt1/LRP6/β-catenin通路来探究其是否为电磁场促软骨修复作用的潜在机制。结果:PLGA-PEG-PLGA共聚物在4℃时为水溶液,加热至37℃时转变为无流动性的凝胶态。活/死细胞染色显示,温敏水凝胶对骨髓间充质干细胞的活性和增殖没有影响,细胞在水凝胶中分布较为均匀。在电磁场的作用下,原生组织与再生组织之间的界限几乎被消除,修复后的组织呈现出与原生透明软骨相似的外观。在机械强度测试中,在相同应力下,电磁场组的应变最低,说明电磁场处理组新形成的组织具有良好的力学性能,强度最高。修复区域的BV/TV值在电磁场组最高。组织学评价显示电磁场组软骨下骨评价得分（包括骨填充、骨形态、骨黏结）均最高。电磁场组软骨缺损中Col2、Aggrecan、Col X和OCN免疫组化染色阳性程度最高。免疫组化染色及RT-PCR结果显示,与其他组相比,电磁场处理后Col2、Aggrecan、Col X、OCN和Col1的RNA表达显著增加。电磁场显著增强了细胞增殖相关基因Cyclin D1、CDK4、PCNA的表达。相应地,电磁场处理使得PI3K、AKT和m TOR的磷酸化水平显著升高。PI3K抑制剂（Dactolisib）或m TOR抑制剂（AZD8055）可减弱电磁场引起的Cyclin D1、CDK4和PCNA的表达增加。在软骨作用方面,免疫荧光荧光强度分析显示Col2、Aggrecan和SOX9蛋白的表达在电磁场作用下均显著增强。PCR和Western blot结果显示与其他组相比,电磁场组COL2、ACAN和SOX9的表达均增加。与对照相比,电磁场干预后细胞中WNT1、LRP6和β-catenin基因表达也显著升高。Wnt1抑制剂SM04960可以部分下调电磁场诱导的Col2、Aggrecan和SOX9表达增加。当使用β-catenin抑制剂LF3时,也观察到类似的结果。结论:利用HAC和PLGA-PEG-PLGA制备的温敏水凝胶支架可以良好地与骨软骨缺损处软骨和软骨下层相匹配。用电磁场刺激封装在该温敏水凝胶支架中的骨髓间充质干细胞。体外实验结果表明,电磁场可通过激活PI3K/AKT/m TOR和Wnt1/LRP6/β-catenin通路促进骨髓间充质干细胞增殖和软骨分化。体内实验进一步证实电磁场可增强兔骨软骨缺损的修复,特别是软骨的修复。因此,本研究为电磁场甚至其他生物物理刺激在组织再生和骨软骨缺损疾病临床治疗方面提供了基础。