研究背景各种创伤、肿瘤等原因造成的骨、软骨及关节组织、器官缺损和功能障碍是造成人体不治之症的主要原因,相关文献报道约占人口总数的10%。据不完整统计,关节疾病数量呈现每年增长的趋势。[1]而人体组织器官受损后,如何使其结构、功能等修复和重建是目前生物学和临床医学界面临的极其重大难题。几十年来,组织工程体外构建首先获得了广泛成功。如骨、软骨、皮肤、气管、神经、血管、肌腱、角膜等组织的构建与修复取得了举世瞩目的成绩,并被国内外广泛的报道与认可。但是其体外培养过程和外源性材料、生长因子的植入始终存在隐患,无法构建血管神经化及伦理问题等等都有待深入的探讨,同时这些问题也延缓了组织工程在临床应用的脚步。近年来,“体内再生”、“体内生物反应器”等概念的出现,使人们逐渐认识到体内环境及自我再生能力的重要作用,逐渐使上述目标成为可能。本研究基于这些研究基础,充分利用体内微环境,探讨无需体外培养细胞及外源性材料和生长因子参与,完全自体构建关节组织的可能性。第一章骨软骨复合组织的自体构建[目的]探讨无需体外培养细胞及外源性材料和生长因子参与,完全自体构建骨软骨复合组织的可能性。[方法]以肋骨肋软骨交界处的骨膜软骨膜及其血管神经束作为“体内再生源”(in vivo renaissance pool,IRP),不加入外源性细胞、材料和生长因子,自体构建骨软骨复合组织。分别于6、12、24和48周时取材,通过影像学、组织学和生物力学检测,观察新生组织成骨、成软骨及血管化进程。[结果]各时间点影像学和取材后大体、组织学、生物力学检测结果显示,利用IRP参与构建的组织成骨成软骨完善,具有较正常骨软骨组织相似的生物力学强度。并且,无需体外培养细胞及外源性材料和生长因子参与的情况下,验证了完全自体构建骨软骨复合组织的可行性。第二章自体构建的骨软骨复合组织修复膝关节缺损的实验研究[目的]探讨自体构建的定制型骨软骨复合组织修复猪自身膝关节大面积缺损的可行性。[方法]利用第一章的构建方法,自体预构的定制型骨软骨复合组织,术后3个月,修复自体膝关节大面积缺损(>50%),分别在修复术后4w,12w,24w时取材,通过大体观察、影像学、组织学及生物力学等检测观察缺损的修复情况。[结果]影像学及组织学检测结果显示,自体修复的大面积膝关节缺损快速地进行关节塑形,获得了良好的组织学、解剖学和功能学重建。第三章自体构建定制型下颌支移植重建TMJ的实验研究[目的]探讨自体构建个性化TMJ下颌支结构的可行性。并用其置换重建TMJ,经长期随访,观察重建后TMJ形态及功能情况。[方法]利用CAD/CAM和RP技术制备定制型个性化TMJ下颌支模型,利用IRF自体构建下颌支。术后3个月置换自体下颌支,通过大体观察、影像学、组织学,生物力学及功能学检测观察TMJ重建情况[结果]利用IRP构建的TMJ下颌支结构具有与正常下颌支相似的组织学结构及生物力学功能。自体利用CAD/CAM和RP技术自体构建的定制型TMJ下颌支,置换自体下颌支后,进一步自体塑形。获得了良好的解剖学复位、组织学及咬合功能重建。结论本实验充分动员自体再生潜能,通过IRP自体构建了具有完善的关节组织学结构、神经血管化及生物力学功能的大块骨软骨复合组织。并且,IRP是体内组织预构中的决定性因素。将自体预构的定制型复合组织,移植修复猪大面积全层关节缺损后,获得了良好的组织学、解剖学和功能学重建。经过长期的随访,重建关节获得了持续稳定性修复。利用CAD/CAM和RP技术可以按照个性化形状的临床要求,自身构建个性化形状的TMJ下颌支,经过长期的随访,置换后的关节获得了持续稳定性重建。并可以直接用于临床应用。