关节软骨病变是一种骨科常见疾病,多数软骨病变伴随软骨下骨的病变。软骨和软骨下骨在解剖结构上紧密相连,生物学功能上相互影响,两者组织成分的不同和力学性能的差异,显示出其组织界面的重要性,所以对骨软骨缺损的修复必须同时考虑骨、软骨和骨软骨界面。目前,骨软骨组织工程研究修复的难点在于骨和软骨的-体化再生,即解决骨和软骨的过渡层界面问题。因此构建能够同时修复软骨和软骨下骨、初期能可靠固定并保持良好的初始稳定性的-体化组织工程支架成为当前的研究热点。为此,我们提出了一种含有软骨钙化层的多层一体化支架仿生结构设计,上层以OSA/NSC生物活性复合水凝胶为软骨层,复合微米羟基磷灰石后的水凝胶为软骨钙化层；下层为海藻酸钠/纳米羟基磷灰石复合类骨结构平行孔道支架；中间辅以静电纺丝技术制备的细胞隔断膜,作为界面阻隔层,以保持不同的细胞生长微环境。本研究以水热合成法制备了微米/纳米羟基磷灰石颗粒；以静电纺丝技术制备了生物可降解PCL/PEG共混电纺膜及同轴电纺短纤维：对海藻酸钠、壳聚糖进行改性,制备了生物活性OSA/NSC复合水凝胶及OSA/NSC4/μmHA复合水凝胶；采用物理交联法,制备了海藻酸钠/羟基磷灰石平行孔道结构支架。在一体化设计基础上,以合理的原位组装方法制备出功能化多层一体化组织工程支架,并采用FT-IR、XRD、SEM、EDX,TEM、荧光显微镜、光学显微镜及力学试验机等方法表征了材料的理化性能。然后通过细胞培养对其进行生物学评价。研究结果表明：一体化支架结构完整,复合体系结合性较好,区域化明显：各基元材料均有很好的生物相容性。为评价在LIPUS作用下复合生长因子的一体化支架材料生物功能,多种生长因子组合使用以期实现序贯释放效果,并以低强度脉冲超声(LIPUS)为物理刺激因素。实施前内侧髌旁纵囊切开术,构建兔骨软骨缺损模型并植入支架。我们于不同时期取样观察骨软骨修复情况,以研究该支架临床修复的可行性。研究结果显示：多层一体化支架植入初期可实现有效的固定,与正常组织整合性较好,尤其生长因子+LIPUS组缺损修复效果最好,2周样本中血管化形成显著,且前期血管形成有助于改善植入体周围血管新生及骨生成的代谢微环境；4周可见软骨下骨开始再生形成,类透明软骨细胞数量明显高于其他实验组：8周时软骨下骨再生几乎完成,且成功实现与宿主骨的整合。这些结果表明同时使用多种生长因子及LIPUS可能为骨软骨缺损修复中早期的血管化和骨生成,以及长期的骨软骨完全愈合提供一种有效的方法。