目的可降解组织工程学支架搭载干细胞和神经营养因子联合治疗脊髓损伤(Spinal cord injury,SCI)是目前组织工程学领域和再生医学领域研究的热点和治疗的主流方法。脊髓损伤的临床治疗效果尚有争议,脊髓损伤后局部微环境的改变和神经再生的分子机制尚不明确。有效预防和减轻继发性损伤是解决脊髓损伤后神经系统运动、感觉功能恢复的关键。本课题研究骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC)、神经营养因子-3(Neurotrophic factors-3,NT-3)、水凝胶(Hydrogels)对脊髓损伤的联合治疗作用,并评价其安全性,脊髓损伤后神经再生与修复基础研究为进一步向临床研究转化奠定基础。方法首先,培养SD大鼠BMSC并对其进行基因修饰,使其过表达NT-3,并进行验证。然后,制作水凝胶(Hydrogels)并搭载细胞。通过手术切除脊髓的方式,建立SD大鼠急性、不完全性脊髓损伤模型。将实验大鼠分为假手术对照组(Sham)、脊髓损伤模型组(SCI model)、BMSC+NT-3组、BMSC+hydrogels 组、BMSC+hydrogels+GFP 组和 BMSC+hydrogels+NT-3组,共6组,每组8只,并植入相应治疗。最后,术后通过运动行为学(Basso Beatlie Bresnahan,BBB)评分和病理学检测其对脊髓损伤的治疗作用。结果 各个联合治疗组SD大鼠BBB评分均有不同程度增加,其中BMSC+NT-3+hydrogels组治疗作用最为明显(P<0.0001)。免疫组织化学检测显示各个联合治疗组神经元、神经纤维数目均有不同程度增加,星形胶质细胞数目较少。治疗组中,BMSC+NT-3+hydrogels组大鼠神经元、神经纤维数目最多,星形胶质细胞数目最少。BMSC+hydrogels+NT-3组与BMSC+NT-3组相比神经元、神经纤维数目有显著增多,星形胶质细胞减少,胶质瘢痕减少。BMSC+hydrogels+NT-3组与BMSC+hydrogels+GFP组相比神经元、神经纤维数目增多,而星形胶质细胞形成的胶质瘢痕增生减少。BMSC+hydrogels+GFP组相比BMSC+hydrogels组神经元数目有一定的减少、星形胶质细胞数目增加,神经纤维数目无统计学差异。HE染色显示各组实验大鼠心、脑、肝、肾等脏器形态正常,提示BMSC、NT-3和hydrogels联合治疗脊髓损伤安全性良好。结论骨髓间充质干细胞、神经营养因子-3和水凝胶支架联合应用治疗脊髓损伤作用优于两者联合,具有相互促进的作用。联合移植应用于急性不完全性脊髓损伤模型大鼠,可提升模型大鼠后肢运用行为能力;促进损伤后神经元和神经纤维再生与修复并抑制损伤节段胶质瘢痕形成。本研究提示,制备更有效、可注射的细胞+因子+支架的复合材料,可对脊髓损伤神经修复再生的治疗提供新的思路。