中文摘要：

根据活体骨组织生理调节中的力学感知、传导、传质机理，一种用于骨组织工程研究的加载装置，提供了更接近在体骨组织的力学环境，以关节软骨、生物衍生松质骨为材料，复合成骨细胞，施加载荷与不加载荷的对照组进行对比培养。本课题主要进行了如下研究①双频加载装置的研制及有限元仿真研究；②三种不同骨支架材料力学性能对比的初步研究③三维立体培养条件下载荷对成骨细胞影响；④三维条件下载荷对成骨细胞基因表达影响；⑤骨组织工程研究中组织空化现象机理理论研究。双频加载装置根据组织工程和生物仿生的基本原理，从人体活动的力学特点出发，通过控制升程可调凸轮和压电陶瓷的振幅及频率来实现体内生理状态下的双频力学环境，使用有限元法对软骨进行力学分析。实验研究表明力学环境促进成骨细胞的增殖和细胞外基质的分泌；通过RT-PCR检测，在三维条件下培养成骨细胞比单层平面培养更能促进成骨细胞的表型，力学环境促进了成骨细胞相关基因的表达。采用直接施加动态压载，辅以灌流系统继续研究在骨组织工程化培养中力与生长因子耦合对成骨细胞的影响，骨细胞形态、功能和凋亡的规律，以及有效消除组织内部的空心化现象的合适条件，获得尽可能大尺度的人工骨。