在体研究表明力学环境对骨组织的自我更新有重要作用,力影响骨髓间充质干细胞(MSCs)的增殖与分化。通过总结在体骨力学感知、传输、传质和调控机理的研究,阐述骨组织工程化培养中载荷作用的形式及其调控过程。由此提出骨组织工程化培养中载荷作用MSCs四种途径的假设。在三维支架条件下施加动态载荷,用支架的表观应变确定力学环境,建立种子细胞的力学响应模型,研究1)MSCs增殖、分化的力学响应规律;2)力通过骨细胞对MSCs的影响;3)力通过成骨细胞对MSCs的影响;4)力通过骨细胞、成骨细胞共同对MSCs的影响。本项目不仅仅揭示3D下MSCs增殖、分化的力学响应规律,更重要是通过体外不同细胞存在条件下研究力学作用的自然途径,为体外骨组织工程化培养提供思路。本成果可深入了解骨力学调控机制,可在骨组织工程化构建中应用,同时对人体健康、骨病治疗等都有启示。此研究既有科学意义又有实际应用价值。