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背景：肌腱损伤在日常生活及运动领域十分常见,由于肌腱组织解剖结构特殊,其内血管供给较少,自身修复愈合能力较差,愈合后容易出现瘢痕及钙化等并发症。骨髓间充质干细胞(BMSCs)已开始用于促进肌腱修复的研究,但有部分病例存在异位钙化并发症及干细胞形成肿瘤的风险等。因此,本课题组提出,采用生长因子体外诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)成肌腱分化后,体外构建干细胞肌腱替代生物材料用于肌腱损伤的修复。目的：1、分离培养及鉴定骨髓间充质干细胞(BMSCs)。2、研究生长因子对骨髓间充质干细胞成肌腱分化的调控及最佳条件。3、体外构建干细胞肌腱替代生物材料。4、研究干细胞肌腱替代生物材料是否能促进肌腱缺损愈合。方法：1、采用密度梯度离心法分离培养绿荧光大鼠BMSCs,流式细胞仪技术和成骨、成软骨、成脂肪分化实验进行鉴定。2、取第3代的BMSCs,加入不同浓度的生长分化因子6(GDF-6),生长分化因子7(GDF-7)和结缔组织生长因子(CTGF),体外诱导培养2周后,实时荧光定量PCR检测scleraxis和tendomodulin基因mRNA的表达。根据PCR结果筛选出每个生长因子的最佳浓度。免疫细胞化学染色检测tendomodulin、tenascin C和Ⅰ型胶原的表达；Western blotting检测tendomodulin蛋白的表达。筛选出生长因子调控BMSCs体外成肌腱分化的最佳条件。3、取第3代的BMSCs,诱导成肌腱分化2周后,体外构建干细胞肌腱替代生物材料植入裸鼠皮下,12周后取材,进行组织形态学检测。4、动物模型：SD大鼠髌腱缺损模型。将BMSCs和干细胞肌腱替代生物材料分别填充髌腱缺损处,对照组不植入任何细胞或材料。术后2、4、6周取材,进行组织形态学。术后4周取材,进行生物力学分析。结果：1、流式细胞仪结果显示,本实验分离培养的BMSCs,CD90、CD44表达阳性,CD31、CD34表达阴性,并具有成骨、成软骨和成脂肪分化的多向分化能力。2、实时荧光定量PCR、免疫细胞化学染色和Western blotting结果显示,CTGF(25ng/m1)和GDF-6(20ng/m1)能显著增加tenomodulin和scleraxis的mRNA表达(p<0.05)及tenomodulin、tenascin C和Ⅰ型胶原的蛋白表达。3、组织形态学分析结果显示,干细胞肌腱替代生物材料可在裸鼠体内形成肌腱样组织,其胶原纤维染色呈红色,密集平行排列,细胞沿张力方向纵行排列于胶原纤维之间。4、组织形态学分析结果显示,干细胞肌腱替代生物材料组在各个时间点的愈合情况明显好于BMSCs组和对照组,细胞明显减少,胶原纤维明显增多且排列趋向平行。生物力学分析结果显示,干细胞肌腱替代生物材料组的最大应力和弹性模量显著大于BMSCs组和对照组(p<0.05)。结论：1、经鉴定,本实验分离培养的BMSCs具有多向分化能力,并表达间充质干细胞特异性表面标记物。2、GDF-6,GDF-7和CTGF三种生长因子均能诱导BMSCs成肌腱分化,其中CTGF25ng/ml和GDF-620ng/ml两种条件分化效果更好。3、BMSCs在体外经过CTGF (25ng/ml)诱导成肌腱分化后,可在体外构建干细胞肌腱替代生物材料。该材料在裸鼠体内可形成肌腱样组织。4、经过成肌腱分化过程构建的干细胞肌腱替代生物材料,可显著促进大鼠髌腱损伤的愈合及功能性修复。