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【目的】聚左旋乳酸（PLLA）生物材料生物相容性好、可降解吸收、具有一定的力学强度，应用广泛的一类生物材料，但其表面亲水性差，不利于细胞黏附生长，难以完全发挥其生物特性。通过聚乙二醇改性得到的聚左旋乳酸-聚乙二醇（PLLA-PEG）更利于细胞的黏附及生长。纳米羟基磷灰石（n-HA）具有良好的生物相容性、骨传导性好，易于组织结合，可与多种天然及人工高分子材料形成复合材料。通过添加超顺磁性纳米α-Fe2O3粒子，在恒定磁场作用下，磁性材料能够同时诱导并促进前交叉韧带重建术后移植肌腱与骨组织表面的愈合。该学位论文运用本实验探讨通过n-HA、PLLA结合磁性纳米α-Fe2O3粒子以及PEG亲水粒子，制备具有超顺磁性及亲水性的生物复合材料，并对其性能进行检测，期待制备出更理想、合适的前交叉韧带重建内固定材料。 【方法】 1.取50克的n-HA粉末和200克PLLA于干烧杯中，加入2.5g超顺磁性纳米α-Fe2O3粒子，均匀混合后，将混合材料加入注塑机中熔融注塑成型。同样方法制备n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3复合材料螺钉。以n-HA/PLLA/α-Fe2O3界面螺钉及n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3复合材料螺钉为实验组，BioRCI-HA螺钉为对照组，比较三组界面螺钉的力学性能。 2.取3－5月月龄、体重2.0－2.5kg的新西兰大白兔，无菌环境下股骨穿刺抽取兔骨髓，采用密度梯度离心法联合贴壁法分离、纯化兔骨髓间充质干细胞（rBMSCs），10％FBS的低糖DMEM培养液培养rBMSCs，培养传代至第3代，取生长良好的P3代rBMSCs观察细胞生长情况，备后续研究使用。 3.将第3代rBMSCs分别于n-HA/PLLA/α-Fe2O3、n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3组固定螺钉放入培养基中共同培养，通过CCK-8法检测细胞黏附率及细胞在螺钉表面的增殖活性。 4.通过计算机控制电子万能实验机进行检测，对BioRCI-HA螺钉，n-HA/PLLA/α-Fe2O3界面螺钉及n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3复合材料螺钉三组材料螺钉的力学性能进行对比分析。1.拉伸强度检测：将样品螺钉的两端分别固定于实验机模块上，设定加载负荷为1000N，加载速度为5mm/min。每组材料测试样本量n=10。 5.将螺钉放置于实验机测试平台上，跨距设定为20mm，加载速度5mm/min，通过三点侧弯法对螺钉进行检测。每组材料测试样本量n=10。 6.把三组风干处理好的螺钉放入装有PBS溶液的培养瓶中，溶液平面高于螺钉，密封置于37℃，5％CO2恒温细胞培养箱中。分别于4周、8周、12周、16周、20周取出螺钉干燥处理后称重，并分别记录每组螺钉重量，计算出每个时间点螺钉的降解百分比“D值”。 7.使用新鲜猪胫骨进行前十字韧带重建，分别应用三组螺钉对胫骨端肌腱移植物进行挤压固定。肌腱移植物固定完成后，对三组实验样本实施生物力学测试，包括最大载荷、刚度测试和失败模式测试。 8.使用成年五指山猪麻醉后进行ACL重建手术，采用与肌键移植物直径匹配的钻具分别经前交叉韧带在股骨和胫骨的附着点建立股骨、胫骨隧道，然后将肌腱移植物，经胫骨隧道及股骨隧道拉出。使用n-HA/PLLA/α-Fe2O3螺钉、n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3复合材料螺钉以及BioRCI-HA螺钉进行固定，实验动物于术后8周按照动物实验伦理原则处死，取双侧膝关节标本，观察皮质骨挤压钉固定后的腱-骨愈合组织学转归。 【结果】通过热熔融注塑成型制得的n-HA/PLLA/α-Fe2O3及n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3复合界面螺钉外形良好，螺纹均匀规则，内部孔径三维结构良好。力学性能结果显示BioRCI-HA组，n-HA/PLLA/α-Fe2O3组及n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3组螺钉拉伸强度分别为54±2.65Mpa，51±3.05Mpa，38±2.76MPa；三组结果差异有统计学意义（P<0.05）。三点抗弯实验检测BioRCI-HA组，n-HA/PLLA/α-Fe2O3组及n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3组螺钉的抗弯强度分别为5.53±0.29Mpa，4.90±0.15Mpa，3.58±0.13MPa。三组结果差异有统计学意义。从实验结果，可以看出n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3组螺钉较BioRCI-HA组以及非亲水改性组力学性能较差。沉淀法测定兔骨髓间充质干细胞在 BioRCI-HA组粘附率为52.5±1.34%， n-HA/PLLA/α-Fe2O3组粘附率为55.9±1.02%，n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3组粘附率为62.1±1.15%。骨髓间充质干细胞在三组螺钉表面生长曲线显示 n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3组的吸光度A值明显高于n-HA/PLLA/α-Fe2O3组及BioRCI-HA组。三组材料的降解比例绘制降解曲线显示 n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3组及 BioRCI-HA组，材料降解速度快于n-HA/PLLA/α-Fe2O3组。组织学试验表明，改性后n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3及 n-HA/PLLA/α-Fe2O3复合界面螺钉促进腱骨愈合能力与BioRCI-HA较为接近，均可促进腱-骨良好愈合，再血管化明显，组织逐渐爬行替代。 【结论】通过α-Fe2O3磁性铁离子改性的n-HA/PLLA/α-Fe2O3复合界面螺钉以及通过PEG亲水改性后的n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3复合界面螺钉的细胞粘附率及增殖活性高于临床使用的BioRCI-HA螺钉，说明两种改性螺钉可以更好的促进细胞增殖生长，是一种性能良好的内植物材料。但改性后的n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3及n-HA/PLLA/α-Fe2O3复合界面螺钉力学性能弱于临床使用的BioRCI-HA螺钉，目前还需通过对原材料的材料组成比例、材料分子量及材料制备工艺上进行改进及优化。同时改性后n-HA/PLLA-PEG/α-Fe2O3及n-HA/PLLA/α-Fe2O3复合界面螺钉促进腱-骨愈合能力与临床使用的BioRCI-HA界面螺钉相似，表明两种复合材料界面螺钉均可符合临床上腱-骨愈合的要求。