目的:单纯的骨组织工程支架不能很好地模仿自体骨在骨缺损部位的骨再生,因此将骨诱导物与组织工程支架结合用于骨缺损修复是目前生物医学范畴的研讨热点。本研究将天然硅藻土（Diatomite,DE）进行改性后得到的改性硅藻土（Modified-diatomite,MDE）,与壳聚糖（Chitosan,CS）共混制备一种具有较好蛋白吸附性能及生物相容性的MDE/CS复合支架。经过力学性能测试优化MDE的添加量,并将CS、DE/CS、MDE/CS支架在理化性能、细胞相容性和成骨向诱导分化能力等方面进行对比,研究改性硅藻土的加入对壳聚糖支架的影响,同时研究该骨组织修复支架材料作为局部药物释放载体的可行性。方法:本研究利用聚乙烯亚胺（Polyethyleneimine,PEI）对DE进行改性,经过傅氏转换红外光谱仪（Fourier transform infrared,FT-IR）、Zeta电位分析仪及蛋白吸附实验对MDE的化学结构、表面电势及蛋白吸附能力进行表征,确定PEI是否成功接枝于DE表面。并采用冷冻干燥技术制备单纯CS、DE/CS和MDE/CS复合支架材料,运用扫描电镜（Scanning Electron Microscope,SEM）、FT-IR、稳定性测试和力学性能测试对支架表面的形貌、化学结构、化学稳定性及抗压强度进行对比,探讨MDE对壳聚糖支架性能的影响。之后,将骨髓间充质干细胞（Bone marrow mesenchyml stem cell,BMSC）接种于复合支架上,利用SEM和激光共聚焦显微镜（Laser scanning confocal microscope,LSCM）观察BMSCs的粘附和扩散情况,用细胞计数试剂盒-8（Cell Counting Kit-8,CCK-8）检测BMSCs的增殖,评价复合支架的细胞相容性。最后,将重组人骨形成蛋白2（Recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2）吸附于MDE中,与CS溶液共混制备MDE-rhBMP-2/CS支架,观察其药物释放规律,并通过碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase,ALP）活性的检测、茜素红S（Alizarin Red S,ARS）染色及其半定量分析,评价负载有rhBMP-2的复合支架在体外诱导BMSCs成骨向分化的能力。结果:1、经过FT-IR检测发现,MDE中硅藻土的基本结构未发生改变,同时出现了N-H键的振动吸收峰,说明PEI成功接枝到了硅藻土表面。另外,经Zeta电位分析仪检测,DE改性后,其表面电势由-24.0±6.19m V变为55.0±7.76m V。表面电势由负变正,表明由于PEI接枝于硅藻土,其氨基显现出较多正电荷,因此导致表面电位的改变。Zeta电位与FT-IR同时证明了PEI已接枝于MDE表面。蛋白吸附实验结果显示,MDE的蛋白吸附量明显增多,与DE相比增加量达250%以上。2、通过SEM图像可以观察到MDE在复合支架中并未出现团聚现象,并且均匀得分散,以上现象说明MDE、CS两者之间的相容性较好,在复合支架中可以实现很好地结合。经Image J分析,MDE/CS支架的平均孔径为75.07±17.99μm,孔隙率达到85%以上。复合支架的FT-IR结果中出现了典型的席夫碱吸收峰,表明壳聚糖分子链已被成功交联。除此之外,MDE/CS水凝胶膜在醋酸溶液中的化学稳定性同样证明壳聚糖已被交联。万能力学测试机的压缩实验结果显示MDE的加入显著提高了壳聚糖支架的抗压强度。此外,对比药物释放规律,MDE-rhBMP-2/CS支架的缓释效果较DE-rhBMP-2/CS好。3、通过体外观察BMSCs在支架上的粘附情况可以得知,MDE/CS复合支架具备良好的细胞相容性。CCK-8结果表明,各组细胞含量随时间延长均在增加。同时MDE的掺入可以显著促进细胞在CS支架上的黏附,并在一定程度上有利于细胞增殖。同时,通过将BMSCs接种于复合支架表面并进行成骨向的诱导分化,其结果显示,在BMSCs的ALP活性和钙盐沉积量方面,MDE-rhBMP-2/CS均高于DE-rhBMP-2/CS支架组。结论:本课题利用PEI改性硅藻土,并通过冷冻干燥技术,成功制备了一种具有较好蛋白吸附性能及生物相容性的MDE/CS复合支架,并分别探讨了MDE和rhBMP-2在该复合支架中各自发挥的作用。相关检测结果显示:MDE的引入显著提升了CS支架的抗压强度,MDE/CS支架比DE/CS支架具有更好的细胞亲和性和细胞相容性,更加利于细胞在复合支架上的粘附及增殖。负载rhBMP-2后,MDE/CS支架显现出了较好的促进成骨分化能力。研究结果表明,MDE/CS支架具有较好蛋白吸附效果及细胞相容性,并且有望进一步开发为可负载骨诱导因子的骨修复材料。