骨再生修复体的分级多孔结构设计对骨缺损修复效果具有至关重要的作用,多孔微结构可提供骨组织再生相关细胞的黏附、增殖、分化的表面及空间,显著影响并调节细胞与材料的相互识别和作用,进而引发特异性生物学反应、激活相关基因表达,最终影响骨再生质量与效率。针对目前生物活性陶瓷骨再生修复体在微/纳米分级结构上无法实现精确控制的问题,本研究采用三维打印技术结合模板造孔技术设计制备了同时含有几百微米的贯通宏孔和纳米级微孔的分级多孔支架,并分别采用纳米球造孔和纤维造孔两种方式制备了两种不同形貌的微/纳米分级多孔结构修复体,从成骨、成血管及免疫调控三个方面研究了分级多孔结构对于促骨再生作用的影响,为新型骨再生修复植入体的设计制备提供一种新的策略。第一部分,本论文采用三维打印结合模板造孔技术,制备了微米孔-规则球形纳米孔的分级多孔骨再生修复体（MSMP scaffold）以及微米孔-无规形纤维状纳米孔的分级多孔骨再生修复体（MIMP scaffold）,以仅含有单一微米宏孔结构的骨再生修复体（MP scaffold）作为对照,首先研究了孔形貌、孔隙率、比表面积以及表面粗糙度等的差异。结果表明,含有纳米孔结构的支架具有更高的孔隙率、比表面积以及更大的表面粗糙度,对比两种不同的孔形貌,MIMP scaffold体现的上述效果更显著。在此基础上,进一步研究了分级多孔支架释放钙磷离子情况以及对蛋白吸附,细胞黏附的性能,发现MIMP scaffold能有效加速钙磷离子释放,促进细胞在其表面的增殖,增加表面蛋白吸附量,促使细胞更好黏附在其表面。第二部分,本论文选用参与成骨过程的两种关键细胞:骨髓间充质干细胞、人脐静脉内皮细胞与分级多孔骨再生修复体进行共培养,通过检测成骨成血管的相关基因以及蛋白表达水平,研究修复体在体外促成骨成血管的能力,并进一步地从免疫学角度研究了骨再生修复体对巨噬细胞行为的影响,进一步认识分级多孔支架介导的免疫微环境对骨修复进程的调控。结果表明,MIMP scaffold在体外能够有效促进成骨成血管分化,提高成骨活性。此外,MIMP scaffold有利于使巨噬细胞向其M2表型极化,表现抑炎状态,创造有利于骨再生的免疫微环境,正向调节成骨过程。第三部分,本论文采用新西兰大白兔胫骨缺损模型进行体内植入实验,通过新骨生成定性定量分析,活体组织提取细胞进行成血管成骨以及巨噬细胞相关marker表达检测,组织切片染色等手段验证前述体外研究的结果,进一步证明了分级多孔支架具有较好的促骨再生的效果。综上,本论文将三维打印技术与模板造孔法结合,成功地制备微/纳米分级多孔支架,并且实现对支架上纳米孔形貌的调控,为生物活性陶瓷骨修复植入体提供一个优化结构设计的方案,体外细胞实验及体内动物实验结果表明,微/纳米分级多孔结构骨修复体通过离子溶出、蛋白吸附及免疫调控三个方面促进骨再生修复效果,研究结果为骨再生领域的发展提供新的解决思路和策略。