组织工程技术为骨缺损的修复和脊柱融合提供了崭新的思路和方法。骨髓基质干细胞具有较强的自我增殖能力和多向分化潜能。 理想的骨组织工程支架材料应具有良好的生物相容性、生物降解性、多孔性和一定的机械性能，以利于细胞的粘附、生长、增殖和分化。β—磷酸三钙具有良好的生物相容性、孔隙率、孔径大小和力学强度，是良好的骨组织工程支架材料。 本实验以体外培养的骨髓基质干细胞为种子细胞为复合β—磷酸三钙构建组织工程化骨，作为自体移植骨的替代物进行脊柱融合。 目的： 探讨诱导培养兔骨髓基质干细胞向成骨细胞分化的方法和技术，成骨细胞体外复合β—磷酸三钙构建组织工程化骨体内成骨能力和进行脊柱融合的效果。 材料和方法： 实验一：取健康成年新西兰大白兔红骨髓，加入DMEM标准培养液中，并加入地塞米松、β—甘油磷酸钠、维生素C条件培养液培养。通过倒置显微镜、透射电镜、碱性磷酸酶染色、Ⅰ型胶原免疫组化染色、骨钙素检测和Von Kossa钙染色等手段对获得的细胞进行生物学特性研究。 实验二：以体外培养诱导的兔成骨细胞为种子细胞，选用β—磷酸三钙为支架材料，构建组织工程化骨，分别在4周和12周取材，进行组织学检查，对其在肌肉内部成骨活性进行评价。 实验三：60只兔子按应用融合材料分四个实验组进行胸椎后路融合：Ⅰ组(组织工程化骨即β—TCP复合BMSCs)，Ⅱ组(β—TCP+自体红骨髓)，Ⅲ组(单纯β—TCP)，Ⅳ组(自体髂骨)。术后4周，每组随机选3只兔子处死行组织学检查：术后12周，处死其余动物进行放射学、组织学、手工力学检查。 结果： 实验一：体外培养条件下，骨髓基质干细胞在条件培养液中呈梭形、多角形等多种形态：早期呈集落样生长，逐渐可长满瓶壁，并可呈多层生长，无接触抑第二军医大学博士学位论文·摘要制现象，具有与成骨细胞相似的形态特征和生长特点。碱性磷酸酶染色、工型胶原免疫组化染色和Von Kossa钙染色阳性，具有与成骨细胞类似的功能性表现。 实验二:骨细胞一p一磷酸三钙复合物能够在兔肌肉内部在第4周有新骨形成，10周时新生骨盘增加。 实验三:从影像学和手工力学比较，I组的融合率高于11、I工I、IV组且有统计学差异。组织学上，I组和H组的新骨形成量较多，陶瓷微孔内部充满新生骨，但H组骨小梁形成量较I组稀疏;IH组的陶瓷微孔内部是新生骨与纤维组织混杂;IV组在椎板与移植骨的交界处有稀疏的新生骨小梁形成，在远离椎板侧可见坏死的骨小梁.结论: 骨髓基质干细胞能够向成骨细胞分化和增殖，是骨组织工程学种子细胞的理想来源，·具有广泛的应用前景。p一磷酸三钙是骨细胞的良好载体;骨细胞一p一磷酸三钙复合物具有成骨能力。p一TCP复合BMScs是脊柱融合自体骨的良好替代物。