羟基磷灰石/胶原(HAP/COL)复合材料具有很好的生物相容性和骨修复能力,是骨组织工程领域研究的热点材料。然而,其作为一种仿骨材料,提高与天然骨骼的相似性以及制备的工业化程度一直是当下需要解决的问题。原位矿化工艺温和可控,可以制备出与天然骨组织成分与结构高度相似的HAP/COL复合材料。超重力技术可强化传质和混合、降低放大效应、易于实现工业化。本论文应用外循环超重力反应器(EX-RPB)结合原位矿化工艺制备仿生HAP/COL复合材料,并以此为基础制备复合支架,探究其在骨组织工程领域的应用性能,主要研究内容如下:(1)利用原位矿化工艺,分别在烧杯和外循环超重力反应器中制备仿生HAP/COL复合材料,考察了反应温度、反应时间和陈化时间对复合材料中COL的三螺旋结构和HAP的结晶度、形貌、尺寸的影响。采用EX-RPB为反应器时,能够用大幅度缩短反应时间,从40 min缩短到1min,可实现连续化生产,也利于保护COL的三螺旋结构。(2)制得的仿生HAP/COL复合材料中HAP为超薄片状结构,长约29 nm,宽约20 nm,厚度在2～5 nm之间,最大暴露晶面为(100)晶面,结晶度较低,XRD图谱在2θ值30～35°之间表现为大包峰,且样品中COL具有完整的三螺旋结构,与天然骨骼在HAP的形貌、晶面取向、结晶度和COL的三螺旋结构等方面存在很高的相似度,热重分析也表明其与天然骨骼的成分比例十分接近。(3)利用冷冻干燥法,将HAP/COL制成支架,考察了均质剂和均质浓度对支架形貌的影响。得到的复合支架表观韧性较好,易剪裁,具备蜂窝状多孔微观结构,孔间连通性较好,孔径在50～300 μm之间,平均孔径为147 μm;Ca/P为1.569,表现为缺钙的特征,HAP与COL混合十分均匀;97.9%的孔隙率和19.1的吸水率,均满足骨组织工程对支架材料的要求;力学性能达到0.87 MPa,是COL支架的6倍。(4)以小鼠胚胎成骨细胞前体细胞为模型,通体外细胞实验表明复合支架生物相容性好,细胞增殖率是COL支架的2.61倍;大蠊浸膏对细胞无毒害作用,0.8 mg/ml大蠊浸膏可使细胞增殖能力提高2倍。载大蠊浸膏的仿生HAP/COL复合支架促进细胞增殖的能力与其吸附的大蠊浸膏浓度成正相关,在浓度为40 mg/ml时,增殖能力提高约10%。