目的基于纳米羟基磷灰石（nHA）和胶原蛋白合成生物矿化胶原凝胶支架，并搭载骨形态发生蛋白-2（BMP-2）多肽，探究其缓释功能及对骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨分化。方法将BMSCs细胞、雄性SD大鼠、新西兰大耳白兔根据其干预材料分为空白组（不作生物矿化胶原凝胶干预）、对照组（使用不搭载BMP-2的生物矿化胶原凝胶干预）和实验组（使用搭载BMP-2的生物矿化胶原凝胶干预）。制备搭载BMP-2多肽的生物矿化胶原凝胶。利用雌性新西兰乳兔提取兔BMSCs，将BMSCs与生物矿化胶原凝胶共培养并分组，采用电子扫描显微镜观察各组BMSCs表征；将生物矿化胶原凝胶注射至大鼠背部皮下两侧并分组，观察各组大鼠皮下凝胶降解情况及皮肤炎症情况。CCK-8法检测各组BMSCs增殖情况，碱性磷酸酶（ALP）显色试剂盒定性和定量分析各组BMSCs ALP活性，分别在共培养1、3 d后进行活细胞/死细胞免疫荧光染色。茜素红染色评价各组BMSCs钙结节矿化情况，qPCR检测各组BMSCs成骨相关基因RUNX2、OCN的mRNA表达水平,免疫荧光染色检测各组BMSCs RUNX2、OCN的蛋白表达水平。采用雄性新西兰大耳白兔建立体内桡骨临界骨缺损模型，按分组植入相应生物矿化胶原，Micro-CT检测大耳白兔桡骨骨再生情况，获取骨体积分数（BV/TV）、骨小梁厚度（Tb.Th）数据并作比较；HE染色、Masson染色评估各组兔桡骨新生骨结构、材料残留、炎症反应及胶原纤维成熟度。结果体外实验中，CCK-8法结果表明，在共培养第7天，与空白组比较，对照组和实验组BMSCs细胞增殖率明显升高（P<0.01）。与空白组比较，实验组和对照组ALP活性明显升高（P<0.001），且实验组高于对照组（P<0.001）。茜素红染色结果显示，与空白组比较，实验组及对照组的钙结节明显增多（P<0.001），且实验组多于对照组（P<0.01）。qPCR结果显示，实验组OCN、RUNX2 mRNA表达水平较对照组和空白组明显升高，免疫荧光染色结果显示相同的趋势。体内实验中，HE及Masson染色结果显示，实验组的体内成骨性能明显高于空白组和对照组（P<0.001）。实验组BV/TV、Tb.Th明显高于空白组和对照组（P<0.001）。结论搭载BMP-2多肽的生物矿化胶原凝胶能够在体外促进BMSCs的增殖，同时促进BMSCs的成骨分化。