中文摘要：

组织工程骨的传统构建方法是将种子细胞悬液与支架材料复合来进行的。但截至目前，尚没有一种理想的支架材料。我们前期研究表明改良方法获得的骨髓基质干细胞膜片（多层细胞组成并保留了细胞外基质等结构）可做为工程化骨膜促进骨再生，并能与支架材料复合构建骨组织。我们进一步设想如单纯应用成体干细胞膜片、无需支架材料，也可以构建骨组织，将避免目前应用不够理想支架材料所伴随的问题。因此，本项目拟通过体内外研究，将多层成骨分化的BMSC膜片复合构建具有三维体积的无支架骨组织；并将血管内皮分化的CD34+细胞和未分化的BMSC（作为支持细胞）共培养，构建具有成血管特征的复合细胞膜片；最后将成骨分化的BMSC膜片与复合细胞膜片结合，构建预血管化的骨组织；从而论证构建无支架工程化骨组织的可行性，进一步揭示成体干细胞膜片促进骨再生的机理，以期探索构建组织工程骨的新策略。研究成果有望为骨再生的临床应用提供新思路。

结论摘要：

组织工程骨的传统构建方法是将种子细胞悬液与支架材料复合来进行的。但截至目前，尚没有一种理想的支架材料。我们前期研究表明改良方法获得的骨髓基质干细胞膜片（多层细胞组成并保留了细胞外基质等结构）可做为工程化骨膜促进骨再生，并能与支架材料复合构建骨组织。我们进一步设想如单纯应用成体干细胞膜片、无需支架材料，也可以构建骨组织，将避免目前应用不够理想支架材料所伴随的问题。因此，本项目拟通过体内外研究，将多层成骨分化的BMSC膜片复合构建具有三维体积的无支架骨组织；并将血管内皮分化的CD34+细胞和未分化的BMSC（作为支持细胞）共培养，构建具有成血管特征的复合细胞膜片；最后将成骨分化的BMSC膜片与复合细胞膜片结合，构建预血管化的骨组织；从而论证构建无支架工程化骨组织的可行性，进一步揭示成体干细胞膜片促进骨再生的机理，以期探索构建组织工程骨的新策略。研究成果有望为骨再生的临床应用提供新思路。 骨髓基质细胞连续培养2周，然后物理刮取，获得有多层细胞及细胞外基质组成的膜片结构。所获膜片具有一定的操作性，可赋成为不同形状的三维移植物。体外成骨条件下所获膜片碱性磷酸酶、茜素红染色阳性，X射线能谱分析结果显示钙、磷元素重量构成比值与天然骨组织的接近。RT-PCR结果表明成骨膜片I型胶原、骨结合素、骨桥蛋白等表达上调。赋形后异位植入裸鼠体内后基本保持原有形状，新生物CT扫描表现为异位矿化物，体积和重量达相同数量单细胞的8倍以上，组织学检查证实为骨组织，且具有较高的抗压强度（1.58 MPa）。进一步将成骨膜片用于兔下颌骨骨折、下颌骨牵张成骨、颅骨临界骨缺损模型中，通过大体观察、X线检查、螺旋/显微CT扫描、组织形态定量学分析、细胞体内示踪试验、生物力学测试等方法多方位评价了成骨BMSC膜片的体内成骨能力及促进骨再生性能。 BMSC在一定条件下可诱导形成血管内皮样细胞，将ECs 接种至未分化BMSCs 膜片上，体外形成具有血管网络结构的预血管化膜片，植入体内后发现植入物内血管密度增加，且体外预成血管可以与宿主血管在体内发生吻合，形成功能化血管网。进一步将预血管化膜片和成骨分化BMSC膜片组合，可以构建兼具成血管、成骨特征的新型血管化组织工程骨。此外，在动物体内制备动静脉血管环作为轴形血管载体，与成骨分化BMSC膜片和β-TCP有机组合，成功预购轴形血管化的组织工程骨。综