因创伤、炎症、肿瘤、先天性畸形、骨质疏松等引起的骨缺损疾病日益增多,治疗骨缺损成为目前骨科领域研究的热点。传统的骨缺损修复方式包括自体骨移植及异体骨移植,自体骨移植是骨科界的“黄金标准”,但供体数量有限、易引发二次损伤;异体骨移植克服了资源短缺问题,然而免疫排斥反应及潜在的疾病传播问题使其应用受到了限制,因此开发新型人工替代的骨科材料是目前研究的主流方向。在众多骨修复替代材料中,可注射材料因其创伤小、可任意塑形、体内自固化、微创性在骨科修复领域具有广阔的应用前景。对于性能优异的可注射材料,需要其在满足可塑性及微创性的同时还能够对骨骼生长起到促进作用,即具有骨再生能力并实现材料的多功能化。值得注意的是,目前市场上大多数骨修复材料结构致密,无法实现对药物、生长因子、蛋白质、细胞的负载,因此适宜的孔隙率起着重要的作用,其不仅可以作为生物大分子及药物载体,还便于血管长入、营养物质输送以及骨组织爬行生长。目前造孔方式,如烧结法、盐浸法等都无法实现材料在注射过程中成孔,需要在体外预制成型,同时需要较高的温度,不利于药物、活性分子负载,因此对于多孔材料的研究仍需深入。同时,研究发现通过活性元素掺杂、纳米粒子添加等方法也可实现生物功能的多样性。另外,在骨科手术中很容易引发感染现象,给患者带来病痛及心里负担,临床通过抗生素给药方式来解决感染问题,但抗生素的使用会产生耐药性,并对骨生长起到抑制作用,因此通过材料的改性实现对细菌感染的抗性尤为关键。磷酸三钙与半水硫酸钙都具有良好的生物相容性,但单独使用存在一定局限性,比如磷酸三钙具有较低的力学强度不能与周围骨组织实现匹配,且固化时间较长,阻碍了新生骨的长入。相反,半水硫酸钙降解速度过快且具有良好的机械性能。因此,在设计时,以磷酸三钙为可注射材料的主要成分,半水硫酸钙为固化剂。为了实现材料的生物多功能化、适宜的孔隙率、抗菌性等功能,本文首先制备了生物活性的纳米磷酸三钙,同时在固相成分添加一定剂量的Mg粉,利用Mg的快速降解性实现在固化过程中制备了孔隙均匀的多孔材料并实现了对细菌的抗性。本文首先对材料的基本物化特性进行了评价,包括固化时间、压缩强度、降解特性及材料的成分表征,目的是探讨该可注射材料作为临床应用的可行性。通过分析表明材料的固化时间都符合临床标准30 min以内,压缩强度也与松质骨强度相匹配。利用扫描电子显微镜对材料的成孔性进行了观察,发现材料孔径分布于50-150 μm间,最大的孔径达500μm,同时本文中提出了时序性造孔模型,前期由Mg造孔,后期由半水硫酸钙降解实现造孔,从而为组织液与营养物质的运输、血管的长入以及骨组织的爬行提供场所。体外降解实验表明,pH会随时间推移发生改变,不含Mg组的材料在降解最终呈现略酸性,含Mg两组pH值呈现先降低后上升的趋势,最终稳定在9.5左右。此外,从体内体外两方面对材料的生物相容性进行了研究分析,细胞毒性与免疫荧光骨架染色实验中可以看出,可注射材料具有良好的生物相容性并对细胞形态无显著影响。同时,将可注射材料植入到比格犬股骨髁缺损部位,两个月后进行取材,发现与对照组相比,含Mg组对新骨生成具有一定的促进作用。另外,本文单独考察了纳米粒子与细胞间的相互作用,同步辐射结果表明,纳米磷酸三钙能够进入细胞中,为后续其功能化机制研究提供基础。本文以广谱菌大肠杆菌及金黄色葡萄球菌作为材料抗菌性的研究对象,实验结果表明掺Mg可注射材料表现出显著的抑菌效果,而对于不含Mg的对照组,并未表现出细菌抗性,因此证明Mg具有抗菌性。综上所述,掺Mg的可注射材料可实现时序性造孔,不仅具有良好的生物相容性同时对新骨生成具有一定促进作用。同时,可以有效的产生细菌抗性,该材料的研发具有重要的研究价值,有望在骨科修复领域中得到广泛的应用。