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外伤、肿瘤、先天畸形、炎症等均可造成眼眶骨缺损，从而导致面中部畸形、眼球位置及视功能异常；眼眶解剖结构复杂、功能重要，眼眶骨缺损的修复是临床亟待解决的难题。目前尚没有一种理想的眼眶骨修复材料，组织工程技术的迅速发展为骨缺损的修复提供了新思路。
目的：应用组织工程技术，以骨髓基质干细胞(BMSCs)作为种子细胞，预制β-磷酸三钙(β-TCP)支架材料，体外复合构建个体化的眼眶组织工程骨，分别修复犬眶缘及眶壁标准缺损，探讨构建组织工程骨修复眼眶骨缺损的可行性。
方法：1.抽取犬骨髓后分离获得BMSCs，应用添加了β-磷酸甘油、地塞米松及抗坏血酸的α-MEM培养液进行体外成骨诱导培养，以未诱导BMSCs为对照，进行细胞形态学及成骨活性检测，包括：流式细胞检测；MTT法生长曲线检测；成骨功能的生化检测；免疫细胞化学及western-blot检测成骨相关蛋白表达情况；RT-PCR及荧光定量PCR检测成骨相关基因表达情况。2.将诱导BMSCs与β-TCP支架材料进行体外复合培养，通过扫描电镜观察细胞在支架上的生长增殖情况。将该细胞-材料复合体植入犬背部皮下，分别于植入后1月、2月、3月取材进行组织学检测，分析其异位成骨能力。3.建立犬眼眶缘及眼眶壁骨缺损模型：眶下缘及颧弓的长25mm的截断性缺损及眶内侧壁的直径10mm的圆形全层缺损。并应用计算机辅助设计和辅助制造(CAD/CAM)技术，根据眼眶骨缺损的CT数据对β-TCP支架进行个性化预制，并对材料进行内部结构及力学性能的检测。4.将成骨诱导的自体BMSCs与预制的β-TCP材料复合后，分别对犬眼眶缘及眼眶壁缺损进行修复实验。以未诱导BMSCs/β-TCP复合物、单纯β-TCP材料为对照组。在术后1周、4周、8周、12周分别进行螺旋CT检查和三维重建观察。术后12周取材，进行大体观察、骨密度检测、Micro-CT检查及组织学观察，对结果进行统计分析，评价修复效果。
结果：1.犬BMSCs经成骨诱导培养后细胞生长周期以及细胞增殖不受影响；ALP、钙结节染色呈强阳性；表达成骨标志性蛋白(OCN，OPN，BSP，Cbfal、Ⅰ型胶原等)及成骨相关基因(OCN，OPN，BSP)。而未诱导BMSCs的ALP染色呈弱阳性、钙结节染色阴性，成骨标志性蛋白及相关基因的表达量低于诱导组。2.β-TCP具有良好的多孔三维结构，与BMSCs在体外复合4小时就完成了黏附，较适宜的体外复合培养时间为5天。诱导BMSCs/β-TCP复合物植入犬皮下1月即见新生骨组织和血管形成，3月时新生骨明显增多，并可见丰富的新生血管和骨髓脂肪组织。未诱导BMSCs/β-TCP复合物仅见少量成骨，而单纯β-TCP不具备异位成骨能力。3.本研究所建立的犬眶缘及眶壁缺损均符合标准缺损的要求。应用CAD/CAM技术能够根据实际眼眶骨缺损的形状对支架材料进行精确预制，保证材料与缺损部位的良好吻合。制备的β-TCP材料内部呈均匀的多孔三维结构，平均孔径406.3μm，孔隙率约为84.63％，力学强度＞2MPa。4.成骨诱导BMSCs/β-TCP复合物修复眶缘缺损。3月后，CT影像示眶下缘及颧弓外形良好；骨密度为0.30±0.03g/cm2，与正常骨(0.36±0.04g/cm2)无显著区别(P＞0.05)；Micro-CT和组织学检查表明该复合物与骨断端已形成骨性连接，大部分材料已发生降解并被新生的骨组织所替代。未诱导BMSCs/B-TCP复合物植入后3月，失去正常形态，与骨断端只形成部分骨连接，甚至表现为骨不连，其骨密度(0.23±0.07g/cm2)显著低于正常组(P＜0.05)。单纯β-TCP材料组植入后3月均形成纤维连接。5.成骨诱导BMSCs/β-TCP复合物修复眶内侧壁缺损。术后CT影像随访见复合物逐渐降解变薄，至3月时已接近正常眶壁厚度；Micro-CT和组织学检查显示植入物与周围眶壁己形成骨性连接，只有中央部残余少量材料；其骨密度为0.16±0.03g/cm2，与正常骨密度(0.11±0.01g/cm2)无显著差别(P＞0.05)。而未诱导BMSCs/TCP复合物及单纯材料植入后降解缓慢，3月后仍然明显凸出于正常眶壁；组织学检测表明大部分材料未降解，仅在材料表面可见新生骨组织；骨密度与正常组有显著差异(P＜0.05)。
结论：1.培养液中添加β-磷酸甘油、地塞米松及抗坏血酸可诱导体外培养的犬BMSCs向成骨细胞分化，显示良好的成骨活性及增殖能力。2.B-TCP具有良好的三维结构和生物相容性，适宜BMSCs的黏附、生长和增殖，可体外复合构建组织工程骨。3.诱导.BMSCs/B-TCP复合物在体内的异位成骨能力高于未诱导BMSCs/β-TCP复合物，而单纯β-TCP不具备异位成骨能力。4.犬的眼眶结构与人类相似，可作为眶缘修复和眶壁修复研究，的实验动物。本研究建立的犬眶缘及眶壁骨缺损模型均达到标准缺损的要求。5.应用CAD/CAM技术可对支架材料进行精确预制，有助于组织工程化骨与缺损部位的良好吻合及修复。本研究制作的β-TCP支架材料达到了松质骨的力学强度，可满足眼眶骨缺损修复的要求。6.应用成骨诱导BMSCs复合预制形状的β-TCP材料修复犬眶缘及眶壁骨缺损是切实可行的，能在促进骨再生的同时发生外形的生理改建。