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骨缺损是比较常见的骨科疾病,会给病人带来极大的痛苦。为克服骨移植、人工骨修复等常规治疗方法存在的缺点,骨组织工程方法治疗骨缺损受到了越来越广泛的研究。在骨组织工程中,支架材料起着非常重要的作用。同时,一些外加因素,如磁场、电场等,也会影响骨缺损的修复效果。为研究外加磁场和电场对骨组织工程支架材料生物性能的影响,本文通过静电纺丝方法制备了具有磁性的纳米纤维和压电的纳米纤维,然后分别在外加磁场和电场下对其生物学性能进行了评价。通过原位共沉淀法制备了Fe304纳米粒子,并利用静电纺丝技术将纳米粒子与聚乳酸相结合,来制备具有良好顺磁性PLLA/Fe3O4复合纳米纤维膜。通过使用磁性PLLA/Fe3O4复合纳米纤维膜的浸提液与MC3T3-E1细胞进行培养,以及将细胞与该纳米纤维膜进行共培养,分别测得细胞的增殖曲线,并通过SEM和荧光显微镜来观察细胞形态,结果证明其具有良好的生物相容性。为了研究磁性纳米纤维在外加磁场作用下对成骨细胞行为的影响,本论文将成骨细胞接种于该复合纤维表面,置于外加静磁场下(100mT)进行共培养,通过CCK-8、SEM、荧光染色、ALP活性和Ca含量等多种方法表征。结果显示：所有磁性纤维上的细胞生物学行为都优于空白对照组,而外加磁场可以进一步促进细胞的贴附、增殖和分化,但纤维中Fe3O4的含量对增殖和分化表现出不同的影响规律。在促进细胞贴附和增殖方面,是PLLA/Fe3O4(2.5)> PLLA/Fe3O4(5)> PLLA/Fe3O4(0);而在促进细胞成骨分化方面,是PLLA/Fe3O4(5)> PLLA/Fe3O4(2.5)> PLLA/Fe3O4(0)。 SEM和荧光显微镜观察结果表明,100mT的磁场强度不会引起细胞形态变化,不足以使细胞取向,细胞仍然在接触引导效应的作用下沿着纤维方向生长。通过将溶胶-凝胶和静电纺丝法相结合,制备负载压电性钛酸钡复合碳纳米纤维(CNF/BTO)O本文探讨了纺丝液的陈化时间、前驱体溶液中的Ba/Ti比、以及碳化温度和时间对最终产物的影响。通过SEM、TEM、HRTEM和四探针测试仪等手段,对材料的形貌、晶型、导电性等性质进行了表征。结果表明,BaTiO3粒子在碳纳米纤维表面分散均匀且结晶,CNF/BTO具有良好的导电性。通过CNF/BTO纳米纤维膜浸提液的细胞培养,以及将细胞与碳纳米纤维膜进行共培养,测定了细胞增殖曲线,并通过SEM和荧光显微镜来观察细胞形态,评价其生物相容性。结果表明,该复合碳纳米纤维具有良好生物相容性,且CNF/BTO纳米纤维膜比纯的碳纳米纤维膜更有利于细胞的增殖。为了研究材料的压电性能对细胞的影响,本论文使用了外加脉冲电场对材料施加电信号的刺激。通过对细胞样品进行SEM和荧光染色的定性分析,发现合适的电场强度有利于细胞与材料之间的相互作用,提高细胞在材料表面的贴附增殖。结果表明,当电场强度为666.66mv/cm,细胞在CNF/BTO膜表面数量最高。然而在CNF膜表面,当电场强度为1666.66mv/cm,细胞数量最高。成骨细胞在一个外加长时间的电刺激,增殖行为会发生改变。综上所述：通过原位共沉淀和静电纺丝制备磁性PLLA/Fe3O4复合纳米纤维膜具有良好的顺磁性和生物相容性。结合溶胶-凝胶和静电纺丝法的方法,制备的负载压电性钛酸钡复合碳纳米纤维(CNF/BTO)具有良好的导电性性和生物相容性。同时外加因素,如磁场、电场等,会影响成骨细胞增殖分化和骨缺损的修复效果。