在传统的组织工程应用中,开发可以与天然组织力学性能相匹配且能够刺激干细胞分化以用于组织再生的支架材料是其关键性原则。骨骼是由硬质矿物纳米颗粒(羟基磷灰石,HAP)和有机纤维胶原组成的复合物,并且HAP规则地定向排列在有机纤维胶原上。因于它具有复杂的纳米结构,可构成这种高强度、高韧性的组织。基于对骨骼结构的探索,更多的研究倾向于模拟骨骼内部的有机/无机杂化的结构特征,以此来制备具有高强度和高韧性的生物材料。受自然界增韧机制的启发,我们制备了多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)基的有机/无机杂化材料,对杂化材料的机械性能、生物活性、组织相容性及促进骨修复进行了系统的研究,为高韧性骨组织工程材料的制备提供了新的思路。主要内容如下:1.通过点击化学制备了POSS基有机/无机杂化材料,并通过对合成的杂化材料进行红外、XRD、TGA、溶胀性能、接触角、扫描电镜及机械性能测试,对材料的结构、热力学稳定性、强度和韧性进行分析。结果表明:通过改变中间的反应性柔性链,可以调节POSS基有机/无机杂化材料的强度及韧性;其中,通过压缩测试,证明杂化材料具有高强度,高韧性,符合骨组织工程材料中对于机械性能的要求。2.POSS基有机/无机杂化材料通过在模拟体液(SBF)中形成板状羟基磷灰石晶体,表现出优异的生物活性,并显示出良好的细胞粘附性及细胞相容性。POSS基有机/无机杂化材料也可以用来引导脂肪组织来源的间充质干细胞分化和矿化。3.我们建立小鼠皮下植入模型,通过术后不同时间取样,来评价两种杂化材料(OEG1-POSS,OEG2-POSS)的组织相容性;另外,我们建立了兔股骨髁缺损模型,来评价两种杂化材料(OEG1-POSS,OEG2-POSS)的骨组织相容性及促进骨缺损修复的能力。结果表明:POSS基有机/无机杂化材料具有良好的组织相容性及促进骨修复的能力。因此,POSS基有机/无机杂化材料可以作为一类高性能的生物材料应用于骨组织工程。