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组织工程的三要素包括：支架材料、种子细胞、生长因子。在骨组织工程中,支架扮演了骨基质的角色,为细胞的正常生理活动,组织的长入,营养物质的代谢提供适宜的场所。羟基磷灰石作为骨组织的主要无机成分,具有良好的生物相容性和骨诱导性,常作为支架材料用于硬组织的修复。支架的物理、化学性质包括其材料组成、表面微纳结构、孔隙率等对细胞的粘附、增殖和分化有重要影响。研究认为,特殊的表面微纳结构能够增加蛋白的吸附,促进细胞的生长。因此,在羟基磷灰石支架表面构建特殊的微纳米结构具有重要意义。本文以多孔羟基磷灰石(HA)支架为基础,采用浸渍提拉法和水热法在其表面构建特殊的微纳米结构,并利用有机小分子——环己烷六羧酸(H6L),金属离子(Cu2+)等调控微纳结构的生长。研究了支架表面微纳结构的形成机理,通过细胞实验等分析支架表面微纳结构对细胞生长的影响。主要研究内容和结果如下：首先,用浸渍提拉法使多孔HA支架表面形成磷酸钙晶层,150℃下水热3h成功制备出直径为3～5μm,长度约20μm的短棒状结构。比较空白支架的水热结果,实验表明磷酸钙晶层的存在能够促进支架表面微纳结构的形成。在水热溶液中加入不同浓度的H6L作为形貌调控剂,随H6L浓度的上升,支架的表面微纳结构发生改变。从0mM H6L添加时的短棒状结构,逐渐变化,当H6L浓度达到10mM时表面形成直径约2μm的球状结构。说明H6L能够调控支架表面微纳结构的生长。报道指出,一些金属离子的掺杂能够影响HA晶体的生长,而Cu2+具有促血管化等作用。文章研究Cu2+对支架表面微纳结构的影响,发现,在水热溶液中掺杂4%的Cu(NO3)2时,形成球状与棒状共存的形貌；当掺入10%Cu(NO3)2时,形貌为花状。制备长径比为3：2的长支架用于力学检测,测定几组不同表面微纳结构支架的孔隙率及抗压强度发现,水热法制备支架表面微纳结构对其孔隙率和抗压强度影响不大。BSA蛋白吸附和Ca2+释放实验结果表明,具有表面微纳结构的HA支架其蛋白吸附量和Ca2+释放量较空白支架更大,这可能与其较大的比表面积有关。用支架的浸提液分别培养大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs),细胞毒性评级均为1级,材料没有明显细胞毒性,生物相容性良好。在支架表面培养BMSCs,细胞粘附状况良好不同表面形貌支架的细胞增殖情况差别不大；细胞碱性磷酸酶(ALP)检测结果表明,不同表面微纳结构的支架会影响细胞ALP的表达,其中花棒状结构的ALP表达量最高,说明支架表面微纳结构能有影响细胞的分化性能。