骨损伤是临床常见外科疾病,由于自体骨或者同种异体骨来源有限或存在免疫风险,采用人工合成材料作为骨修复材料已成为临床发展趋势。近年来,水凝胶因其含水量高,与天然细胞外基质相似以及多孔性等独特优势,引起了人们的广泛关注。大孔水凝胶具备结构上的优势,大孔结构能够促进营养物质的输送、代谢产物的排出以及细胞间的交流,可作为良好的组织工程支架。以超细固体颗粒作为乳化剂而得到的Pickering乳液,避免了使用小分子表面活性剂,乳液更稳定且生物相容性更好。Mg元素参与骨组织形成、骨代谢和骨矿物结晶等生理过程,在水凝胶材料中,掺入微量Mg元素,可以提高材料的骨修复性能,为骨组织再生修复提供了一个新的路径。首先通过Pickering乳液法制备了负载MgO纳米颗粒的GelMA-co-PEG大孔复合水凝胶。通过测试MgO纳米颗粒的水接触角和用光学显微镜观察制得的Pickering乳液,判断乳液类型和乳液体系的稳定性,表征乳滴粒径与MgO纳米颗粒浓度的关系。并通过场发射扫描电子显微镜、EDS能谱、动态力学分析仪、电感耦合等离子体原子发射光谱对GelMA-co-PEG大孔复合水凝胶的内部形貌、Mg元素含量、力学性能和Mg2+释放行为进行表征分析。接着将水凝胶支架与小鼠骨髓间充质干细胞进行共培养,结果表明水凝胶支架大孔结构的存在对细胞粘附、铺展、迁移和增殖均有促进作用,而Mg2+的释放具有显著促进干细胞成骨分化的作用。最后将负载Mg元素的GelMA-co-PEG大孔复合水凝胶支架植入SD大鼠颅骨缺损模型处,结果表明该支架具有促使宿主细胞往骨缺损部位归巢的能力,以及提高骨生长和骨传导性的作用。支架通过募集细胞往缺损部位和支架内部迁移,为细胞提供优良的微环境,并通过持续释放Mg2+进一步提高骨修复的效果。综上所述,构建负载Mg元素的GelMA-co-PEG大孔复合水凝胶支架可调控细胞迁移、增殖和成骨分化等行为,有望成为性能优异的多功能骨修复材料。