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研究背景及目的骨缺损多由于先天性疾病、骨肿瘤切除、外伤及骨感染等因素造成,由于骨量丢失、血管化不足,骨缺损的治疗一直是一大难题。尽管自体骨移植是治疗骨缺损的金标准,但供区来源受限、额外增加手术创伤等缺点限制其临床应用。因此,对可降解骨修复替代材料的需求急剧增加。具有适宜机械强度、仿生结构和良好成骨、成血管能力的骨组织工程支架为骨缺损的修复提供了一个颇具前景的平台。支架材料通常作为载体负载各种骨诱导、血管生成生长因子及多肽以促进骨形成,但生长因子及多肽在某些生理条件下的不稳定性和易失活性限制其进一步的应用。二维纳米粘土是一类层状矿物质,其良好的生物相容性、生物降解性及促成骨作用在骨再生领域具有良好的应用前景。本研究中,我们将一种具有诱导成骨和血管生成能力的双功能硅酸盐纳米粘土（LAP）加入到β-磷酸三钙/聚乳酸-羟基乙酸（β-TCP/PLGA）复合材料中,目的在于:1、探究复合材料体系的3D可打印性;2、探究支架材料的物理结构特性、生物相容性、体外降解性能及离子释放规律;3、探究复合支架材料的体外促成骨、成血管作用;4、在体评估复合支架材料对骨缺损的修复作用以及对H型血管生成的影响。研究方法1、采用低温3D打印技术制备PLGA/β-TCP/LAP（PTL）复合多孔支架材料;通过扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDX）、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱分析（FTIR）对材料进行表征,利用万能力学试验机检测支架材料的压缩强度;材料浸泡于PBS溶液8周,评估体外降解性能、检测各离子释放浓度。2、采用体外溶血实验,大鼠骨髓间充质干细胞（rBMSCs）及大鼠骨髓来源内皮祖细胞（rBMECs）活死细胞染色以及两种细胞在支架上的黏附情况评估支架的生物相容性。利用SEM观察rBMSCs在支架材料表面的形态。3、通过CCK8法检测材料浸提液对rBMECs增殖的影响;细胞划痕实验评估材料浸提液对rBMECs迁移的影响;rBMECs小管形成实验及qPCR检测成血管相关基因表达情况评估支架材料的体外促血管作用。4、通过CCK8法检测材料浸提液对rBMSCs增殖的影响;分别用碱性磷酸酶染色（ALP）和茜素红染色（ARS）评估材料对rBMSCs的成骨分化和矿化的影响;qPCR和细胞免疫荧光分别检测成骨标志基因和蛋白表达情况评估支架材料的体外促成骨作用。5、建立大鼠颅骨临界性骨缺损模型,micro-CT和组织学染色评估支架材料对骨缺损的修复作用;组织免疫荧光评估缺损区域H型血管形成情况。研究结果1、低温3D打印成功制备支架材料,其孔径大小为450-500μm;SEM观察到支架材料表面粗糙,且在20%与40%PTL支架表面有大量5-60μm微孔形成;EDX提示PTL支架材料中的镁、钙、磷、硅元素在支架内均匀分布。2、XRD和FTIR显示各组分特征性衍射峰在打印前后未发生明显的变化;支架材料的压缩强度平均在4-14 MPa,与人体松质骨类似。3、溶血实验结果显示各组支架材料溶血率均小于5%;细胞活死染色结果显示材料上未见明显的死细胞,细胞活性良好;CCK8实验结果显示,在第1和第3天,相较于PT组,10%与20%PTL组材料明显促进rBMSCs的增殖（P＜0.05）,40%PTL则显著抑制其增殖（P＜0.05）;各组支架材料对rBMECs的促增殖作用不明显;与PTL支架材料共培养的rBMSCs与rBMECs伸展性更好,黏着斑表达量增加,而40%PTL组却出现抑制效应。4、相较于PT组,PTL组的ALP染色结节颜色更深,矿化结节更多,并可上调ALP基因,Runx2、Ocn基因及蛋白的表达水平,PTL支架的促成骨作用具有LAP浓度依赖性;PTL支架材料促进rBMECs的迁移、成管作用并上调成血管相关基因PDGFR、CD31、Tie2及ItgαV的表达,且PTL支架的促血管形成作用同样具有LAP浓度依赖性。5、体内实验表明,单纯缺损组仅有少量新生骨从缺损边缘长出,PT组与20%PTL组在术后第12周发生了明显的降解,新生骨沿着支架孔隙均匀长入缺损内,micro-CT定量分析,20%PTL组新生骨骨体积明显大于PT组和单纯缺损组（P＜0.05）,PT组与20%PTL组的骨小梁分离度明显小于单纯缺损组（P＜0.05）。6、免疫荧光显示20%PTL组缺损区域H型血管数量和密度大于单纯缺损组和PT组。研究结论1、成功通过低温3D打印技术制备出PLGA/β-TCP/LAP支架材料,材料表面粗糙多孔、孔径大小适中,力学强度适宜。2、PLGA/β-TCP/LAP具有可生物降解性,降解产生的活性离子持续稳定释放。3、PLGA/β-TCP/LAP具有良好的生物相容性,一定浓度范围内促进rBMSCs与rBMECs的黏附。4、PLGA/β-TCP/LAP通过促进rBMECs的迁移、提高小管成形能力和上调成血管相关基因的表达发挥体外促血管作用;通过促进rBMSCs的增殖,成骨细胞外基质矿化、上调成骨相关基因和蛋白的表达发挥体外促成骨作用;成骨及成血管作用均存在明显的LAP浓度依赖性。5、PLGA/β-TCP/LAP支架材料在体内促进SD大鼠临界性骨缺损的修复并促进H型血管的形成。