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由骨结核疾病导致大块骨缺陷的永久修复是现代骨科临床医学的一大难题,组织工程为大块骨缺损的永久修复提供了新思路。结核病灶部位组织被纤维结缔组织覆盖形成硬化骨,周围血液流动缓慢,阻碍药物达到病灶区,致使达不到杀菌作用。封闭缺氧环境使菌群滋生导致硬化骨坏死,成为结核杆菌复发的潜在可能性。为解决即能使病灶区局部长期有效地释放抗结核药物,又保证骨缺损部位修复重建的问题。本次对载药组织工程骨支架的制备工艺、药物载体材料的选择和药物缓释机制的构建进行研究。首先,选择羟基磷灰石(HA)、丝素蛋白(SF)和聚乙烯醇(PVA)作为药物缓释载体材料,采用植入式缓释给药系统将药物与载体材料经过不同处理手段加工相融均匀混合。基于3D打印技术,在机械挤出装置的平台上研制同轴载药骨支架喷头结构并实现同轴载药骨支架的制备。在此基础上,通过不同制备方案对比力学性能、微观形貌、分子结构和生物相容性,结果证明经水浴加热后的SF-PVA(1:4)复合凝胶的综合性能优异。药物载体材料按照满足3D打印的比例混合,制备HA/PVA、HA/SF-PVA、内芯HA/SF-PVA和外层HA/PVA的药物载体骨支架,分别对药物载体骨支架降解过程中的PH值、SEM、降解率和力学性能的变化分析,结果证明同轴药物载体骨支架降解性能与新骨生长速率基本吻合。最后,应用植入式药物缓释机制,建立浸渍植入式、单轴混合植入式、同轴混合植入式三种载体释药系统模型,以利福平(RFP)作为模型药物,结合工程加工的工艺方法,确定载药骨支架材料混合比例、平台速度和挤出速度成型三维立体多孔载药骨支架。针对SF含量、RFP含量、释药系统模型考察载药骨支架药物缓释性能,使用Design Expert软件,通过响应曲面法得到三个因变量之间的相互关系,建立回归模型和显著性分析得到最佳优化参数。综合载药骨支架降解性能和药物缓释性能得到同轴植入式载药骨支架初始释放浓度降低,缓和爆释现象,实现持续有效浓度释放。