天然骨组织具有压电特性,重建缺损部位的局部电微环境是刺激骨再生的有效策略。使用压电材料制备骨组织工程支架,能够仿生骨组织压电特性,修复缺损处生理学电微环境,进而达到促进骨组织再生修复的目的。目前常用的压电材料存在降解性或生物活性不足等问题,制约了它们作为体内植入使用骨修复材料的应用前景。为改善这一现状,本论文提出用离子掺杂钛酸钡（Ba Ti O3）制备具显著成骨生物活性的压电纳米纤维,以生物可降解压电性或导电性高分子为基体,制备有机-无机复合电活性支架,评估其体外促骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨分化和体内原位促骨缺损再生修复能力。具体研究内容包括:（1）通过溶胶-凝胶结合静电纺丝以及煅烧技术将Ca2+和Mn4+单独或共同掺杂到Ba Ti O3纳米纤维中,评估离子掺杂对Ba Ti O3晶格结构、压电性能、离子释放的影响,以及离子掺杂的Ba Ti O3压电纳米纤维对BMSCs成骨分化的调控。（2）将Ca-Mn共掺杂的Ba Ti O3（CMBT）纳米纤维与生物可降解压电左旋聚乳酸（PLLA）复合,制备有机-无机压电复合膜和多孔支架,并以无压电活性的聚己内酯（PCL）作为对照,探究压电性PLLA和压电性CMBT纳米纤维在调控成骨分化、抑菌、抗炎、骨缺损再生等方面的协同作用。（3）选取生物可降解天然高分子明胶（Gel）,与导电高分子聚乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）复合,再引入CMBT纳米纤维,制备压电-导电一体化的有机-无机复合晶胶支架,利用其具有的电学性能和形状恢复性能等特性,评估其在体内外促成骨的能力和优势。主要研究结果如下:（1）通过溶胶-凝胶（sol-gel）/静电纺丝/煅烧技术将Ca2+和Mn4+分别或共掺杂到Ba Ti O3纳米纤维中。与纯Ba Ti O3纳米纤维相比,尽管Ca2+和/或Mn4+掺杂的Ba Ti O3纳米纤维的压电系数(d33)随着离子掺杂量的增加而降低,但在优化的含量下,它可以保持约0.9-3.7 p C/N,与天然骨（0.7-2.3 p C/N）相当。在释放的生物活性离子和材料压电性的协同作用下,共掺杂Mn4+（2 mol%）和Ca2+（10 mol%）（即样品2Mn10Ca-BT）的Ba Ti O3纳米纤维在增强BMSCs成骨分化的能力最强,但没有显示出细胞毒性。综上所述,生物活性离子掺杂的Ba Ti O3纳米纤维具有良好的生物相容性、适当的压电性和良好的成骨活性,是一种很有前途的骨组织工程支架材料。（2）将20 vol%的CMBT纳米纤维与PLLA复合,以获得极化后压电性增强的复合膜或三维多孔支架。与聚偏氟乙烯（PVDF）等不可降解压电聚合物相比,极化PLLA不仅可生物降解,而且具有压电性能。因此,当CMBT纳米纤维在PLLA基质内形成网络时,PLLA/CMBT复合材料可以显著提高体外和体内的成骨活性。使用非压电PCL和极化PLLA作为对照,还发现压电PLLA/CMBT复合材料具有较强的抗菌和抗炎活性,为骨修复提供了额外的益处。综上所述,极化PLLA/CMBT复合材料具有电活性、生物降解性、抗菌和抗炎活性等多种功能,能够满足诱导成骨的挑战性要求,是骨再生和功能重建的潜在候选成骨诱导材料。（3）将0.3%（w/v）PEDOT:PSS和5%（w/v）CMBT纳米纤维与Gel复合,制备有机-无机电活性晶胶支架（Gel-PD-CMBT）,导电PEDOT:PSS和压电CMBT纳米纤维在晶胶内形成导通网络,测得电导率为0.59 S/cm。该晶胶支架具有连通的大孔结构和优良的形状恢复功能,在体外BMSCs成骨分化和体内原位骨缺损修复方面,与仅添加PEDOT:PSS（Gel-PD）或CMBT纳米纤维（Gel-CMBT）的晶胶支架相比,均显示出更强的促进能力。将极化的Gel-PD-CMBT支架植入大鼠颅骨5 mm缺损处8周后,修复效果更优于前述的极化PLLA/CMBT支架,说明压电-导电一体化电活性复合材料有望成为更理想的骨再生修复材料。综上所述,本研究以压电的Ba Ti O3纳米纤维为基础,制备了Ca/Mn掺杂的Ba Ti O3纳米纤维膜、有机-无机电活性复合膜和三维多孔支架。电活性支架能够重建局部微电场,促进BMSCs的成骨分化,调控巨噬细胞抗炎表型,显著提高新骨生成效率,同时还具有抗菌功能。本论文的研究结果揭示了构建适配骨电学特性的微环境对骨组织再生的重要性,为新型成骨诱导型支架的设计提供了新方法。