由外伤、炎症、肿瘤等原因引起的骨缺损对人们健康水平和生活质量造成了巨大的危害。而临界性骨缺损通常无法通过身体的修复机制自发愈合,常常需要骨移植物来干预治疗。自体骨移植作为治疗骨缺损的“金标准”,因可取部位大小受到限制、手术时间长以及供区部位出现并发症等原因限制了该方法的应用。因此,近年来很多研究都聚焦在研发新的骨组织工程材料。理想的骨组织工程材料应具有良好的生物相容性、骨Dinaciclib化学结构传导性、骨诱导性、可降解性,并且满足植入部位处骨组织所需的机械性能,以便能够提供足够的支撑作用。而3D打印支架能够满足上述要求,因而受到了广大研究人员的关注,并成为一种具有较大潜力的骨组织工程材料。然而生物材料植入后,在宿主体内会发生异物反应(FBR),进而影响材料的骨修复Telaglenastat性能。巨噬细胞在FBR和骨再生的过程中都扮演着非常关键的角色,尤其是巨噬细胞极化表型对局部免疫微环境具有重要的决定作用。因此,如何调控巨噬细胞极化的表型已经成为生物材料的一个研究热点。本文首先通过3D打印技术构建了具有柔性的生物活性多孔羟基磷灰石(HA)支架,研究了这种3D打印的生物活性支架的形貌结构(孔径、亲水性)调控巨噬细胞极化的作用和机理,随后评估了它们对骨缺损修复效果的影响。此外,本文选择了生物玻璃(BG)和HA这两种经典的生物活性材料,作为3D打印生物活性支架的不同成分,对比研究了它们对巨噬细胞极化和骨再生的影响差异。主要研究内容和结果如下:(1)通过3D打印技术制备出3种不同孔径(200μm、400μm、600μm)的柔性PCL/PEG/HA支架。研究了不同孔径尺寸对材料性能、FBR严重程度、对巨噬细胞极化以及骨再生的影响和作用机制,并通过体外和体内实验进行验证。结果显示,600μm孔径支架相比于200μm和400μm孔径支架,在植入体内后引起FBR最轻,同时能促进巨噬细胞向M2表型极化和血管长入,从而促进骨再生。研究发现,TLR/My D88依赖通路可能参与了孔径调节巨噬细胞极化的信号转导。但是随着孔径增大,其机械性能明显下降,这在一定程度上限制了大孔径支架在骨组织工程中的应用。因此,我们需要在机械性能和孔径之间做出折衷选择。(2)通过采用不同浓度的Na OH溶液(2和2.5 mol/L)以碱处理的方式,对上述600μm孔径的3D打印支架进行表面亲水性改性,通过体外和体内实验检测亲水性因素对巨噬细胞极化的影响,并研究了该支架对骨缺损修复的影响。结果表明,随着碱浓度的增加,其亲水性逐渐提高,机械性能逐渐降低。PCL/HA-AT-2支架相比于PCL/HA-AT-2.5和PCL/HA,能够明显减轻FBR和促进M2巨噬细胞极化,并表现出更好的成genetic sweep骨能力。PCL/HA-AT-2.5支架可能因PCL材料的酯键过度水解,反而引起更重的异物反应和M1巨噬细胞极化。Wnt/β-catenin通路可能参与了碱处理的支架调控成骨的信号转导过程。总之,恰当浓度的碱处理可以提高3D打印柔性PCL/PEG/HA生物活性支架的表面亲水性,并进一步调节巨噬细胞极化和促进骨再生。(3)制备了3D打印柔性不同硼含量的PCL/PEG/BG支架(0B、1B、2B、3B)和PCL/PEG/HA支架。并通过体内和体外实验研究不同活性成分对巨噬细胞极化和骨再生的影响。研究结果表明,2B和HA支架引起的异物反应最轻,同时2B支架能够促进更多血管化和巨噬细胞M2极化。2B支架相比于HA成骨性能更好,在骨修复过程中2B支架募集的M2巨噬细胞数量更多。3D打印柔性2B-BG支架具有良好生物相容性,同时能够调控巨噬细胞极化及促进骨再生,是一种用于骨缺损修复的具有较大潜力的生物活性支架材料。综上所述,本文研究了3D打印柔性生物活性支架的形貌和成分对调控巨噬细胞极化和骨再生的的影响及相关机制,并初步探索了其在骨组织工程中的应用。为今后具有骨免疫调节的3D打印生物活性支架在骨缺损修复领域中的应用提供一定的借鉴意义。