中文摘要：

在骨组织构建过程中，如何实现骨再生因子的控制释放，调控细胞的应答以及诱导成骨一直是骨组织工程研究的热点问题。针对这些问题，本项目创新性地采用模拟人体力学环境的动态培养系统，通过动态应力应变来控制骨形态发生蛋白（BMP-2）的定时定量释放。研究中选择对应力敏感的高弹性透明质酸（HA）双交联水凝胶作为BMP-2的载体，在模拟动态应力作用下通过改变应力模式（压缩应力或拉伸应力、连续式或间歇式）、应力大小、频率及作用时间等参数来控制HA双交联水凝胶的应变，进而有效控制BMP-2的定时定量释放，重点探究模拟动态应力调控BMP-2的释放规律，并在此基础上研究不同的BMP-2释放模式对间质干细胞增殖、分化、基因表达以及诱导成骨的影响，从本质上揭示在骨组织构建过程中BMP-2的动态应力控制释放对间质干细胞应答的干预机制，此研究可为骨组织构建以及临床治疗提供有价值的理论依据，具有重要的科学意义。

结论摘要：

针对目前软骨组织工程基体材料研究中水凝胶材料力学强度低、不能对生长因子进行控制释放等关键科学问题，本项目根据国内外水凝胶材料的最新研究进展，创新地设计了一种自增强的双交联HA水凝胶，并利用该体系来进行模型蛋白质的控制释放以及细胞相容性研究。首先利用反相乳化技术制备HA水凝胶微米微球（直径2-7μm），并对微球进行表面接枝改性引入反应活性双键，然后利用微球来负载模型蛋白BSA，之后以微球为二次交联点，与双键活化的HA分子进行二次交联，获得可控释放BSA的自增强双交联HA水凝胶。在微球制备过程中深入研究交联剂的用量对微球的形态结构、粒径大小与分布、溶胀比、交联密度、酶降解速率、对BSA的负载能力与控制释放等的影响，从而获得优化的HA微球制备体系；然后，利用GMA对HA微球和HA分子链进行改性引入反应活性双键，以HAGMA微球为增强体，HAGMA分子为基体，在紫外辐射下交联构建自增强的双交联水凝胶DCNs，并深入研究微球用量以及交联密度对DCNs的结构形态、水溶胀性能、流变性能、降解性能以及对BSA的负载与控制释放等影响，建立起一种自增强的双交联水凝胶优化体系；最后，在前面的研究基础上，往体系中引入可控生长因子释放的肝素，制备肝素化的HA微球，并利用优化的DCNs体系制备肝素化的DCNs，深入研究肝素含量对DCNs的形态结构、水溶胀性能、流变性能、降解性能、对BMP-2的负载与控制释放以及对大鼠骨髓基质干细胞的生长影响。研究结果发现，此项目建立起的自增强双交联水凝胶体系，不仅可以有效提高水凝胶材料的力学性能，还可以对生物活性分子，如生长因子等进行负载和控制释放，具有良好的细胞相容性，是一种非常有应用前景的软组织工程支架材料。 本项目已按计划基本完成，目前发表SCI论文1篇，EI论文1篇，投稿SCI论文2篇，申请发明专利1项，培养硕士研究生2名。