组织工程是用活细胞构建有功能的组织，从而起到修复、再生受损组织的作用。其具有三个重要的要素，细胞、细胞支持物及活性因子。其中，细胞支持物，不仅需要良好的生物相容性，适宜细胞的黏附和增殖，同时要具备生物可降解性，能在组织修复完成后，被人体排出或吸收。另外，通过生物活化支架，如引入活性因子，带功能性细胞等，从而促进细胞的生长，诱导细胞的分化，已逐渐成为组织工程研究中的主要趋势。因此，制备出符合不同组织需要的支架，调控细胞的生长分化成为了组织工程中的一个重要课题。　　 本论文以可降解聚合物聚己内酯(PCL)为基体，构建了不同类型的细胞载体，对其细胞负载行为进行评价，并探讨了其在骨组织工程方面的应用。具体内容如下:　　 (1)以碳酸氢铵为致孔剂，通过复乳法制备得到多孔PCL微球。微球具有表面多孔，内部中空的结构。微球与明胶/京尼平溶液共混，并固定形成凝胶后，得到微球/水凝胶复合物。PCL微球的引入虽然降低了整体的压缩模量，但同时抑制了水凝胶的体积膨胀，使其在植入体内后不会发生大范围形变。更为重要的是，水凝胶的降解机理发生了改变，从原来的表面溶蚀转为整体崩解，这一转变能改善水凝胶内部对细胞的高限制性，给予细胞足够的空间迁移及生长。因此，PCL微球的引入不仅能提供细胞亲和的界面，同时也能通过降解给与细胞适宜的生长空间，给我们的研究带来了一个新的方向。　　 (2)结合乳液法和粒子浸出法，以石蜡为致孔剂，制备得到了PCL多孔微球。该微球表现出表面多孔，内部孔连通的孔结构。微球的大小、表面孔形态及内部孔结构可通过改变石蜡/聚合物比例，乳化温度及聚合物浓度进行调节。采用石蜡/聚合物比例为2，乳化温度40°C，聚合物浓度为6.67％(w/v)得到的PCL微球最适宜于细胞培养。细胞评价表明该PCL多孔微球能促进细胞的黏附及增殖。之后，把负载干细胞的PCL多孔微球引入温敏性琼脂糖水凝胶。细胞活性检测及细胞染色实验表明，纯的琼脂糖水凝胶不支持细胞的黏附及生长，培养5天后，大量细胞发生死亡，而微球/水凝胶体系由于引入了微球，提供了细胞黏附点，并降低了水凝胶对细胞的限制，因此，不仅能保持细胞的活性，同时能诱导细胞黏附，使细胞持续地发生增长。这一PCL多孔微球和琼脂糖水凝胶的结合，保留了水凝胶的可注射性，更为重要的是保持了细胞的活性与增殖性，为水凝胶在成骨、血管等组织修复中的应用提供了可能。　　 (3)结合传统的致孔法-溶剂浇注/粒子浸出和热致相分离技术，制备了具有两类孔径(LS-大、小孔和MS-中、小孔)和三类孔径(LMS-大、中、小孔)的PCL多孔支架。其中，大孔，中孔和小孔的尺寸分别为250-300μm，45-50μm和＜10μm。所有孔形貌的支架都能很好地支持细胞的黏附与生长。相较于两类孔结构，具有三类孔结构的支架具有更好的孔连通性，能使细胞快速地进入支架的内部。利用扫描电镜(SEM)以及细胞染色发现，中孔的存在至关重要，它不仅能连接大孔，增加支架整体的连通性，同时也能促进细胞的迁移，使细胞快速而均匀地分布在支架的内部。因此，具有三类孔径的多孔支架更适宜于作为细胞载体，应用于组织工程中。　　 (4)对三类孔径结构的多孔支架的体外降解行为以及孔隙率对降解和细胞行为的影响进行了评价。多孔支架在磷酸缓冲溶液(PBS)中降解72周。降解过程中，支架经历了三个阶段，分别为稳定期，力学损失期和整体崩塌期。此类PCL支架，其降解行为主要受控于渗透速率，因此孔隙率的增大会加速降解速率。另外，对支架各部分的分子量进行研究，并建立了孔隙率与降解行为的关系方程。之后的细胞评价表明，具有较高孔隙率的支架能显著地促进细胞的黏附、生长以及迁移。　　 (5)利用水凝胶的溶胶-凝胶特性，在多孔支架中引入明胶/京尼平水凝胶体系以及活性因子-骨形成蛋白(BMP-2)，制备了具有生物活化功能的明胶/支架复合体。明胶水凝胶体系的引入改善了支架的亲水性，使得物质如营养物，代谢物等能方便在支架内外进行交换，同时也改善了支架的生物相容性，促进了细胞的生长及增殖。另外，BMP-2经水凝胶负载入支架后，表现出了初期突释，之后缓释的释放模式，并且其生物活性没有失效。复合物预先接种骨间质干细胞后，植入裸鼠皮下4周。Micro-CT和组织染色的结果表明，BMP-2负载的支架都有类骨物质的生成，但是骨形成量及骨形成的位置有所不同。没有凝胶修饰的实验组，成骨只在支架的四周形成，而经过凝胶修饰后，无论是支架四周还是支架的内部，都发现了大量的成骨生成。因此，采用干细胞-BMP-水凝胶/支架复合物体系能促进骨形成，加快受损骨的修复，在骨组织工程中具有良好的应用前景。　　 综上所述，本论文通过结合不同的组织工程实现手段，如多孔泡沫支架，水凝胶及微球，制备得到水凝胶/支架，微球/水凝胶复合物。这些技术的结合为得到符合组织工程要求的细胞支持物提供了新的思路。