功能生物材料是指能主动对机体的理化或生理过程产生影响的生物活性材料。胶原材料是一种应用广泛的生物材料，而生长因子具有促进细胞增殖、迁移及分化的作用，所以经常被用来活化胶原材料。然而，生长因子与胶原的简单吸附不利于生长因子在损伤原位发挥作用。　　 因此，我们设想如果能够建立生长因子与胶原的特异结合，将生长因子定向地锚定到胶原材料上形成功能生物材料，就有可能促进组织在材料上的再生，从而达到定向修复组织损伤的目的。为了验证这一设想，我们首先通过改进目前工艺以及自主研制的方法，制备了胶原生物材料，同时通过基因工程方法改造表达生长因子。我们从两方面入手来尝试建立二者的特异结合。一方面，通过基因工程在生长因子上耦联能特异结合胶原的胶原结合区(Collagen bindingdomain,CBD)，然后将带胶原结合区的生长因子与胶原材料复合。我们将这种复合材料命名为定向结合修复材料，而将不带胶原结合区的生长因子与与胶原的复合材料命名为简单吸附修复材料，作为研究中的对照。随后，将以上材料用于动物损伤模型，以检测两类材料的修复效果。对于皮肤损伤修复如溃疡的修复，我们采用了带胶原结合区血小板源性生长因子BB(CBD-PDGF)活化胶原膜的方法，结果表明定向结合修复材料不仅能够有效的被细胞化和血管化，而且能够加快溃疡的愈合及提高伤口修复质量。在骨损伤修复中，采用了带胶原结合区的骨形态发生蛋白2(CBD-BMP-2)活化骨胶原，结果显示定向结合材料组不仅能够促进更多的骨形成，而且能够达到均匀的骨修复，这对于提高骨修复质量是非常有意义的。对于脊髓损伤修复，针对神经损伤修复需要导向材料的要求，我们制备了一种新型的有序胶原材料，同时采用带胶原结合区的脑源性神经营养因子(CBD-BDNF)活化材料，结果显示，定向结合材料组的运动功能恢复得更好，免疫组化分析显示在损伤区有更多的神经元再生。另一方面，我们对胶原材料进行了修饰。由于肝素具有结合BMP-2的能力，在骨组织修复中，我们将肝素交联到骨胶原上，利用肝素达到将BMP-2定向结合到骨胶原上的目的，结果显示定向结合材料组能促进更多的骨形成，而且成骨更加成熟。以上的实验结果证明，建立生长因子与胶原的特异结合，能加快损伤修复，并且提高修复质量。　　 根据实验结果与前人的研究基础，我们初步设想了定向修复理论，扩展了再生医学研究的思路，也为其他功能生物材料的研究提供了借鉴。