中文摘要：

总结在体骨力学感知、传输、传质的研究成果，提出力学环境对骨组织工程化培养影响的理论假设；通过研究亚在体、离体骨组织培养的力学响应，包括成骨细胞形态、功能变化规律，骨细胞形态、存活时间、凋亡、骨细胞网络变化等，以及采用生物衍生松质骨为三维支架，研究不同频率、应变强度对骨组织工程化构建的影响，寻找成骨细胞的增殖、分化、分泌骨基质的力学响应规律；开展骨组织工程化培养过程中骨细胞形态、活力、存活时间的变化、力学作用与骨细胞网络形成耦合关系的研究；研究证实力学环境是骨组织工程化培养的必要条件之一，揭示骨组织工程化构建的力学作用机理，获得力学环境对体外构建骨组织影响的基本规律。该研究成果可在骨组织工程化构建中得到广泛应用，促进骨组织工程的发展；使在体骨的力学感知、传输、传质机理理论通过本项目的研究得到相关验证。因此，本项目具有很好科学意义和实际应用前景。

结论摘要：

研制了一种新型细胞基底应变加载装置。开展了成骨细胞MC3T3-E1 subclone14力学的响应、NMDA谷氨酸受体在骨祖细胞和成骨细胞的表达及所介导力学信号转导、拉伸应变对干细胞向成骨细胞定向分化的影响、干细胞向成骨细胞分化时力学信号转导途径、拉伸应变诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的实验研究。在组织工程骨、软骨构建与骨组织力学感知、传输、传质机理的研究方面，开展了骨髓间充质干细胞在鸡蛋膜支架材料上复合培养的实验研究，骨髓间充质干细胞复合鸡蛋膜构建组织工程化骨，压应变作用下组织工程软骨的构建等研究。建立了一种活体大鼠压缩载荷作用下尺骨应力与生长的生物力学模型。通过上述研究，发现力学刺激在细胞诱导、分化、信号转导过程中起着十分重要的作用，但在诱导干细胞向不同细胞分化过程中的诱导作用不尽相同。初步构建了用于骨重建力学感知、传输、传质机理研究的组织工程化骨和软骨组织。在体动物生物力学研究表明在一定应变范围内，短期的低幅高频的应变可促进骨生长。初步建立了一种从活体到体外细胞、分子水平研究骨重建的研究方法及平台。