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成年人骨架由213块骨（包含籽骨）组成,这些骨大致可以分为四类:长骨、短骨、扁平骨和不规则骨。它们不仅需要为身体的其他部位提供力学支撑,为肌肉运动提供杠杆,保护重要的内脏器官,而且能够有效调节体内酸碱和矿物平衡,存储生长因子、细胞因子等,为骨髓造血提供空间。骨单位构成了皮质骨和骨小梁,二者分别占成人骨骼的80%和20%,且通常以层状结构存在,中间交替掺杂着胶原纤维。皮质骨内外包被着骨膜,其中含有丰富的血管,神经纤维,成骨细胞和破骨细胞。骨膜表面活性对骨再生起着非常重要的作用,当骨外膜表面骨生长的速度超过骨吸收的速度才能使骨正常发育。而随着年龄增长,骨内膜表面骨吸收的速度超过骨的生成速度,从而使骨髓腔逐渐增大。研究表明,造成骨缺损的原因通常为以下几点:创伤、感染、骨肿瘤、骨髓炎手术清创等。严重撞击、骨丢失、感染及骨肿瘤切除造成骨损伤的案例每年已达百万,且这个数字还会随着老龄化人口的增长而迅速增加,从而给社会带来巨大的经济压力和负担。目前常用的临床治疗手段,例如自体/异体移植、异种骨移植等,存在取量少、并发症高、疾病传播、易引起免疫反应等缺点,还不能满足临床需求。因此本论文以颅骨创伤、炎症对骨再生的影响以及骨肉瘤治疗为出发点,制备了相应的高分子复合材料,用于不同创伤条件下骨再生的研究。具体研究内容和主要结论如下:（1）制备了 BMP-2多肽修饰的纳米径基磷灰石/明胶复合水凝胶,并且构建了大鼠的颅骨缺损模型,从而对创伤型骨缺损进行了修复研究。该水凝胶框架由双键化的明胶和四臂PEG10K组成,不仅模仿了骨胶原基质的化学组成还具有很好的力学强度。其次,我们将BMP-2修饰的纳米羟基磷灰石掺杂进该水凝胶中,不仅能够改变凝胶表面孔径形貌,而且赋予了凝胶生物活性。此外,该水凝胶不仅适用于细胞的2D培养,能够促进表面细胞增殖,而且适用于干细胞的3D培养。BMP-2体外释放实验证明,共价结合于纳米羟基磷灰石表面的BMP-2多肽,可以长效缓慢释放,从而赋予水凝胶更持久的生物活性。除此之外,体内颅骨缺损修复实验表明,此复合水凝胶的确能够促进颅骨再生,且新生骨体积高达64.38±17.22%。（2）在微孔二氧化硅的表面进行了RAFT聚合,接枝上NIPAM和DMAEMA聚合物链段,制备了具有多功能载药性的纳米硅球载体。二氧化硅的微孔空腔可以用来担载具有抗炎以及促成骨细胞分化功能的地塞米松分子。聚阳离子PDMAEMA链段可以与带负电的P15-Suc多肽复合,增强纳米材料的促骨修复性能。除此之外,具有温敏性的NIPAM链段可在37℃下成胶,且成胶浓度下材料体现出了一定的抗菌性能。巨噬细胞转型实验表明,地塞米松的释放确实能够使M1型巨噬细胞（促炎）转化为M2型巨噬细胞（抗炎）,从而缓解慢性炎症。成骨细胞矿化实验表明,P15-Suc的担载在一定程度上促进了 MC3T3成骨细胞的矿化。且体内成骨实验结果表明,炎症较轻的实验组其体内矿化的程度均较高,多肽的担载虽然从一定程度上促进了体内矿化点的形成,但是在慢性炎症的体内环境中,其作用微乎其微。（3）合成了侧链带有羧酸基团的三嵌段聚合物PEG5K-PCL10K-PAGE6（MPA）,利用亲疏水和静电相互作用,将IR-780碘化物包裹进高分子链段形成胶束。体外和体内光稳定性研究证实该胶束具有理想的结构稳定性,并且与IR-780分子相比,水溶性、生物相容性、光稳定性都有了较大提升。除此之外,IR-780的封装对其原始物理化学性质无影响,仍保留其良好的光学和热特性。该载药胶束的粒径小于200 nm,在近红外激光照射下,通过光热与光动力共同作用对Saos-2（成骨肉瘤细胞）产生明显的细胞毒性。此外,该纳米胶束在肿瘤组织中有较长时间积累,可以产生足够的热量杀死肿瘤细胞,表明其在癌症临床治疗中的潜力。（4）将纳米金（Au）、羟基磷灰石（nHAp）与壳聚糖三者有效结合,制备了具有良好控温性能的双层水凝胶。该水凝胶含有上下两层,上层主体由壳聚糖和醛基化的四臂PEG10K组成,为隔热层;下层含有Au@nHAp纳米粒,且凝胶主体与上层一致,为光致发热层。由于过量的醛基和氨基可以形成席夫碱,因此上下两层能较好地粘合在一起。由于上层凝胶有较好的透光性以及隔热性能,该双层凝胶在激光照射下底层和表层会形成较大温差。实验证明,通过调节nHAp表面担载的金含量,可以控制上下层温差的大小,且光热循环实验证明该水凝具有良好的光热稳定性,即使多次照射上下两层的温差也能保持稳定。通过与骨肉瘤细胞MG-63和人脐静脉血管内皮细胞HUVEC在黑暗条件下共培养48小时,证明其具有良好的生物相容性。接下来我们将通过动物模型直接考察,该双层凝胶能否在光热治疗骨肿瘤的同时,避免皮肤组织烫伤、烧伤。验证其多孔的结构,能否吸附肿瘤切除术后的渗出液及游离的肿瘤细胞,并结合光热治疗防止肿瘤复发。