研究背景:严重创伤、骨科疾病、肿瘤切除或感染等原因造成的大段骨缺损仍然是骨科面临的一大挑战。现阶段,临床上的治疗策略主要是自体骨移植、同种异体骨移植、异种骨移植等,但是存在供体不足、免疫排斥反应、感染风险等问题。组织工程策略为骨缺损修复提供了新的思路。目前,组织工程策略主要通过模拟膜内成骨和软骨内成骨两种成骨方式进行骨再生研究。与软骨内成骨方式相比,膜内成骨方式存在血管化不足容易导致中心坏死。此外,多项研究表明模拟软骨内成骨过程骨修复速率更快。软骨内成骨策略的要素主要有支架材料、种子细胞、生化因子或者机械刺激。透明质酸和海藻酸钠、聚乳酸等是组织工程中常用的支架材料来源。既往研究显示,软骨细胞、间充质干细胞、诱导多能干细胞等是骨软骨组织工程中应用较多的种子细胞。除了支架材料和种子细胞,组织工程中还通过添加生化因子或者施加机械刺激促进骨缺损修复。越来越多的证据表明,机械刺激对细胞的粘附、增殖、分化具有重要作用。研究证实,细胞能够感知和响应机械刺激,然而软骨内成骨仿生支架中机械刺激对细胞的干预作用和调控机制尚未完全揭示。方法:首先,制作不同配比的透明质酸基水凝胶支架,并对其物理特征（扫描电镜、水合程度和溶胀比、力学检测）和生物学特征（活死染色、H＆E染色、KI67染色）进行检测和评价,得到合适配比的水凝胶支架。其次,构建周期性静态压力模型,对普通培养条件下和诱导培养培养条件下的水凝胶支架施加力学刺激,通过H＆E染色、免疫荧光染色、扫描电镜、纳米压痕等技术评估水凝胶支架中大鼠骨髓间充质干细胞（r BMSCs）的分布、极化、增殖、成软骨分化和肥大成熟情况。结果:（1）物理表征结果显示,2%HAMA+2%Alg配比的水凝胶支架具有适宜的水合程度和溶胀比、合适的孔隙结构、良好的空间维持能力和优异的力学性能。生物相容性评估结果可见r BMSCs在2%HAMA+2%Alg配比的水凝胶支架粘附伸展良好,且存活和增殖状态佳。（2）在短期周期性静态压应力下水凝胶支架中的r BMSCs分布更加均匀,并且r BMSCs极性分布统计结果显示,力学加载下处于极性分布状态的细胞明显增多。此外,H＆E和KI67染色结果显示,加力组和诱导加力组中处于增殖状态的细胞数量显著高于对照组和诱导组。（3）短期机械刺激对r BMSCs的成软骨分化具有重要调控作用。免疫荧光染色结果显示,加力组和诱导加力组成软骨标志物（COLⅡ、ACAN、SOX9）的表达分别高于对照组和诱导组。（4）普通培养条件下,长期机械刺激促进r BMSCs诱导的软骨细胞的肥大成熟;诱导培养条件下长期机械刺激抑制r BMSCs诱导的软骨细胞的肥大成熟。H＆E和扫描电镜结果显示,诱导组和诱导加力组存在体积较大的泡状细胞;软骨肥大分化标志物MMP13和COLⅩ的染色结果显示,力学加载两周诱导组和诱导加力组开始出现COLⅩ阳性细胞,但分布范围较小;力学加载四周,加力组也出现了COLⅩ和MMP13的表达。统计结果显示,诱导组COLⅩ和MMP13的分布范围最广。（5）纳米压痕结果显示,诱导组支架硬度最大,接下来依次是加力组、诱导加力组、对照组。之后对各组支架的相对钙离子沉积量进行分析,发现诱导组的相对钙离子沉积量最高,加力组、诱导加力组次之,对照组最少,与免疫荧光染色结果一致。结论:（1）2%HAMA+2%Alg配比的透明质酸基水凝胶支架具有优异的物理性能和良好的生物相容性。（2）短期周期性静态压应力促进支架内r BMSCs的均匀分布、极化和增殖。（3）短期周期性静态压应力有利于r BMSCs的成软骨分化。（4）普通培养条件下长期力学加载促进r BMSCs诱导的软骨细胞的肥大成熟,诱导培养条件下长期力学加载抑制r BMSCs诱导的软骨细胞的肥大成熟,（5）普通培养条件下,长期力学加载促进ECM和矿物质积累。但在诱导培养条件下,长期力学加载对矿物质积累无显著影响。