骨组织工程技术的提出为软骨、松质骨和致密骨等自体修复能力有限的大段缺损组织的再生重建带来了新的希望。其中,利用骨组织工程支架从结构和功能上模拟待修复宿主组织,提供三维再生空间是实现组织再生重建的关键起点。金属镁在生物体内可降解吸收,具有与骨匹配的力学性能和良好的生物安全性,并且已有研究表明镁离子通过促进成骨细胞增殖和分化明显促进骨修复。因此,将金属镁作为骨组织工程支架的基体材料具有促进新骨生成的优势。目前,以模板法为主的多孔镁制备工艺中存在造孔颗粒滤除不完全、滤除过程腐蚀镁基体和孔隙参数不能灵活精确调控等问题。本文通过改进模板法中预制体的制备方法和造孔介质颗粒的优化设计,得到了可精确调控孔隙特征及其对应参数的多孔镁支架,研究了造孔介质颗粒和预制体制备参数对多孔镁支架孔隙特征特别是联通性的影响。通过设计不同的降解环境和细胞直接培养试验,综合评价了多孔镁支架的孔隙特征及其参数与力学性能、降解行为、联通性能和生物相容性的关系。主要研究内容和结论如下:1.首先采用热压烧结氯化钠（Na Cl）颗粒制备了多孔预制体,经过模板复制和滤除后得到多孔镁支架。球形Na Cl颗粒比不规则多面体形Na Cl颗粒的烧结效率高,对应的多孔结构孔隙率较高;支架的多孔结构由主孔（复制了Na Cl颗粒外形）和联通孔（复制了颗粒间烧结颈）构成,并具有多级孔尺寸特征;球形孔支架（此后记为S-scaffold）的联通孔尺寸集中分布在200-350μm范围,不规则多面体形孔支架（此后记为I-scaffold）的联通孔尺寸平均分布在50-250μm范围;联通孔的尺寸、空间取向和分布特征显示球形孔支架具有更优越的联通性能;球形孔支架的压缩力学性能低于不规则孔形支架的压缩力学性能,但是不规则形孔结构在压缩过程中易产生裂纹,表现为在40%压缩应变后出现应力先下降后上升的现象。2.设计了静态降解环境和动态降解环境下的长期浸泡试验,评价了S-scaffold和I-scaffold两组支架的降解行为和联通性演变。静态环境中,两组支架表层孔隙内均会快速形成降解沉积层,沉积层的厚度随时间明显增加,14天后表层孔隙基本被沉积层填充,但是内部孔结构表面的沉积层厚度较薄且随时间无明显变化。动态环境中,28天内两组支架表面无明显沉积产物,但I-scaffold在28天时内部部分孔隙存在明显沉积层,42天后两组支架表面出现明显沉积层,S-scaffold支架内三维联通结构未受沉积层影响。静态环境下两组支架在14天时体积损失率为30-40%,动态环境中14天时体积损失率仅为10-15%;支架在静态环境下降解速率显著高于动态环境下的降解速率,S-scaffold的降解速率高于I-scaffold的降解速率。3.对S-scaffold和I-scaffold进行了透钙磷石涂层处理。微观结构观察表明涂层与孔壁结合紧密,除了两组支架的孔隙率分别降低了10%和14%外,多孔结构的力学性能和耐腐蚀性能均得到了显著提高。成骨细胞和内皮细胞均可在两组支架上进行正常的粘附和增殖。孔形特征直接影响细胞在三维空间的增殖与分布,孔壁平滑过渡且联通性能更好的S-scaffold有利于细胞在三维空间的均匀分布,细胞可以较快的扩散渗透到内部孔隙。动物实验结果表明球形联通孔结构更有利于新骨的长入和血管网络的形成。4.提出了一种新的三维联通多孔镁支架制备工艺,即使用球形Ti颗粒作为新的造孔颗粒,结合放电等离子体烧结技术实现了预制体结构特征的快速精确控制,并且模板滤除过程中形成的Mg F2涂层能有效避免基体被腐蚀,从而获得质量更优的多孔支架。此外,对Ti＆Mg复合体进行变形工艺研究,实现了通过再结晶过程调控多孔结构的晶粒尺寸。通过调整模板的制备参数得到了5组孔隙特征各异的多孔镁支架。降解试验结果表明孔隙特征对浸提液中离子浓度和p H值等特征的变化有显著影响,比表面积越大的支架对浸提液环境的改变影响更大,但5组支架的降解速率并无显著差异。压缩力学测试结果表明,孔隙率相同时主孔尺寸较小的支架具有较高的压缩强度。研究了孔径尺寸以及联通性对细胞在三维空间增殖分布的影响,结果表明孔隙率越高或支架孔径越大,支架联通性能越高,越有利于细胞的增殖渗透。