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目的骨移植术是修复骨缺损的主要方法,但是自身供体骨的来源非常有限。骨组织工程技术为骨移植手术提供了新的供体来源。本文将自行制备的重组人BMP-2 (rhBMP-2)与壳聚糖-明胶网络/羟基磷灰石多孔材料(CS-Gel/HA)相复合,接种上自体来源的骨髓基质干细胞,用于自身骨缺损的修复。探讨这种“材料-细胞”复合体的成骨能力及对自身骨缺损的修复作用。方法1.在大肠杆菌中进行rhBMP-2的批量表达,自包涵体中纯化rhBMP-2。2.骨髓穿刺术采集兔骨髓间充质干细胞(BMC)用于体外培养,通过对碱性磷酸酶活性及骨钙素含量的测定以研究rhBMP-2诱导BMC向成骨细胞分化的能力及促成骨作用。3.将rhBMP-2与CS-Gel/HA相复合,制备CS-Gel/HA-rhBMP-2复合材料,接种体外培养的BMC。4.截去兔桡骨中段15mm长度的骨组织,建立骨缺损动物实验模型。实验组(每只兔的左侧)植入CS-Gel/HA-rhBMP-2-种子细胞复合材料,支架组(每只兔的右侧)仅植入CS-Gel/HA材料本身,两组均不做内外固定,逐层缝合伤口。分别在术后第4周、8周和12周对缺损处进行X-线检测并在术后第4周、12周处死动物,采集修复部位组织进行组织学染色及评分。结果1.成功制备出高纯度的rhBMP-2。该rhBMP-2可促进体外培养的原代BMC向成骨细胞分化。2.BMC细胞对CS-Gel/HA-rhBMP-2复合材料有良好的相容性及黏附性。3.术后各时间段骨缺损区X射线片表现及评分：术后4周：实验组桡骨缺损处略见骨痂形成,影像呈薄云雾状。缺损区两端可见明显的新生骨痂,X-线表现评分为1.80±0.41(n=8)。支架组仅在两断端有少量的云雾状骨痂形成,X-线表现评分为1.53+0.52(n=8)。实验组与支架组相比没有显著性差异(t=1.56,p=0.13)。术后8周：实验组整个缺损区均可见新生骨痂且新骨密度增高,明显形成骨缺损区的桥接,X-线表现评分为3.60±0.51(n=8)。支架组缺损区仍然是仅在两断端有少量的云雾状骨痂形成,缺损区中央部分仍无明显骨形成影像,X-线表现评分为2.67±0.49(n=8)。实验组与支架组比较有显著性差异(t=5.13,p<0.05)。术后12周：实验组骨缺损区完全被新生骨组织填充,影像基本与自体骨一致,X-线表现评分为4.67±0.49(n=4)。支架组骨缺损区骨痂形成增多,但仍未出现桥接,并可见两端有骨质硬化现象,X-线表现评分为3.33±0.62(n=4)。实验组与支架组比较有显著性差异(t=6.56,p<0.05)。4.各组术后各时间段骨缺损区组织学结果及评分：术后4周：实验组开始有新生微血管生成,材料部分已经降解,材料空隙内可见新生的类骨质形成,类骨质内存在大量的成骨细胞,细胞肥大,细胞排列紧密,并出现骨陷窝,组织学评分为2.40+0.55(n=4)。支架组可见充血水肿、大量的淋巴细胞与中性粒细胞浸润等明显的炎性反应现象,但支架组大部分细胞还未向成骨细胞转化,仍呈成纤维样细胞,组织学评分为2.20±0.84(n=4)。实验组与支架组相比无显著性差异(t=0.447,p=0.667)。术后12周：实验组有大量的编织骨样组织,形成小梁样结构,有明显的成骨痕迹,组织学评分为7.60±0.55(n=4)。支架组缺损区材料大部分已经降解,血管丰富,几乎看不到炎性反应,大量的成骨细胞、骨细胞出现,出现类骨组织结构,组织学评分为5.40±0.55(n=4)。实验组与支架组相比有显著性差异(t=6.35,p<0.05)。结论将骨组织工程中的种子细胞、生物因子、支架材料三个方面有机结合,可大大缩短骨缺损修复的时间。实验中所用移植修复材料具有良好的骨传导性、骨诱导性,可促进骨缺损的修复。这种接种有自身BMC、复合有rhBMP-2的复合材料有望作为组织工程骨材料用于骨缺损的手术治疗。