研究背景：创伤性骨髓炎与骨缺损是当今临床骨科难以治疗的两大疾病,骨髓炎尤其是慢性骨髓炎由于病变深在、易复发等原因使治疗非常棘手。而创伤性大面积骨缺损又由于缺乏合适的骨替代物,存在感染风险等原因亦难于治疗。近年来由于纳米材料技术的发展使人们看到了使用载药纳米复合骨治愈骨缺损与骨髓炎的希望。本次研究首先通过查阅相关文献对载药纳米材料治疗骨缺损与骨髓炎的研究现状进行较为全面、具体的分析。对载药纳米材料的设计与制备方法,骨缺损与骨髓炎动物模型的制作以及此项研究的大体步骤、检测指标与效果评价进行了总结,为后续研究提供了良好的理论支持与实验参考。大量阅读相关文献后发现,许多研究者使用纳米级材料制作仿生骨,并通过不同方法在其中加入药物,以期同时治疗感染并修复骨缺损,但研究总体还处于实验室阶段,且缺乏相关动物模型的制作标准,在药物缓释及仿生骨制备方法上还需进一步改良。载药纳米复合骨在多项治疗动物骨髓炎与骨缺损的研究中大都取得了其极好的效果,作为一种新兴的骨替代材料有着广阔的发展前景。目的：本次研究考虑到临床对人工骨持续抗菌性及组织相容性的要求,依靠壳聚糖包封硫酸依替米星,并与纳米级羟基磷灰石复合制成一种新型缓释载药纳米骨支架,以期为临床治疗骨缺损、骨髓炎提供一定帮助。通过离子凝胶法制作载硫酸依替米星的壳聚糖颗粒,并讨论了壳聚糖、三聚磷酸钠浓度与所成颗粒质量及产率的关系。选用新型半合成氨基糖苷类抗生素依替米星作为包封药物,不仅利用了其强效抗菌性,且依替米星为水溶性药物包封操作较简便。原料采用纳米级羟基磷灰石保证了材料的高组织相容性和吸收活性。对羟基磷灰石的加入量及支架干燥方法的讨论,使最终制得的骨支架具有尽可能优秀的理化活性。材料和方法：离子凝胶法制作载硫酸依替米星的壳聚糖颗粒,并结合纳米级羟基磷灰石采用冻干成孔法制备新型载药纳米骨支架。对支架进行电镜观察、X线多晶衍射、总孔隙率测定以了解其表征,进行抑菌试验及释药实验了解骨支架抗菌性及缓释性,最后采用骨髓间充质干细胞检测支架的组织相容性及诱导活性。结果：对采用冻干成孔法制备的新型载药纳米骨支架进行性质检测。电镜观察见支架具有纳米级球棒状微观结构,材料孔隙分布良好,总孔隙率为70.68%；支架进行X线多晶衍射为典型羟基磷灰石波形,载药壳聚糖颗粒未能出峰。以标准金黄色葡萄球菌为实验菌,以空白骨支架及纯壳聚糖支架为对照,观察载药纳米骨支架的持续抗菌活性,一周后仍可见明显抑菌圈。长期释药实验,一周后仍有药物释出且在有效抑菌浓度之上。累计释放实验效果更为优秀且皆在安全剂量范围内。纳米骨支架载药量及包封率可以满足临床抗感染需要。原位培养法分离培养人骨髓间充质干细胞,9d后传代细胞铺满瓶底,形成明显克隆,胞体狭长,核呈卵圆形,形态趋于一致,为成纤维细胞样漩涡状排列。遂与载药纳米骨支架进行共培养,发现细胞对支架呈趋向性生长,黏附牢固,无细胞活性抑制,仅见少量细胞生理性死亡,支架组织性容性佳,几无细胞毒性。共培养7d后骨髓间充质干细胞成骨方向分化,有多量钙结节生成,茜素红染色并计数,结果发现载药纳米骨支架与人骨髓间充质干细胞共培养组同对照组及空白组存在明显差异,进一步证明了载药纳米骨支架的成骨细胞诱导分化活性。结论：本次研究制备的新型载药纳米骨支架具有与骨组织类似的结构及组成成分,良好的缓释抗菌效果,组织相容性好,是一种优秀的人工骨替代材料。