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目的:采用同轴电纺技术以3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚酯(poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate),P(3HB-CO-4HB))为芯,明胶(gelatin,GA)聚、乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)为壳制备骨组织工程支架,将人骨髓间充质干细胞(human bone marrow mesenchymal stem cells,hBMSCs)负载于支架上,体外构建细胞-支架复合物,通过体内外实验探讨细胞-支架复合物在裸鼠体内异位成骨能力。方法:取人髂前上棘骨髓分离培养hBMSCs,传代培养至第5代,采用流式细胞术鉴定细胞表面抗原。更换成骨诱导培养基,向成骨细胞方向诱导培养14天,通过碱性磷酸酶(alkaline phosphatase staining,AKP)染色、茜素红(alizarin red staining,ARS)染色、I型胶原免疫组化染色检测成骨分化情况。制备8%w/v的GA+PVA混合水溶液,作为同轴电纺的壳层溶液,以6%w/v P(3HB-CO-4HB)溶液作为芯层溶液,制备同轴电纺支架。采用扫描电镜和透射电镜观察支架材料。同时以6%w/v GA作为壳层溶液,以6%w/v P(3HB-CO-4HB)溶液作为芯层溶液,制备同轴电纺支架后采用扫描电镜观察。制备以6%w/v P(3HB-CO-4HB)为芯,以8%w/v的GA+PVA为壳的同轴电纺支架,将人骨髓间充质干细胞滴加在支架表面。将细胞-支架复合物体外培养第1天和第7天通过DAPI荧光染色观察,成骨诱导培养第7天和第14天通过扫描电镜和DAPI染色观察细胞在支架上的生长情况。复合物分为实验组与对照组,实验组使用成骨诱导培养基培养、对照组采用完全培养基培养,两组分别培养14天后植入裸鼠皮下,分别于术后第8周和16周取出植入物行HE染色,Vonkossa染色,茜素红染色,I型胶原免疫组化染色评价细胞-支架复合物在体内异位成骨的能力。结果:hBMSCs原代培养随时间增加,贴壁细胞从圆形变为短梭型,培养12天后,细胞融合至90%以上,传代培养至第5代,hBMSCs变为长梭形,排列方向一致,成旋涡状、平行状生长。流式细胞术鉴定高表达CD44、CD73、CD90、CD105细胞表面抗原,不表达CD34、CD45、HLA-DR表面抗原。将完全培养基更换成骨诱导培养基培养14天后,细胞形态变为短梭型、多角形。通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色、I型胶原免疫组化染色显示均为阳性,未更换成骨诱导液诱导培养的hBMSCs形态仍为长梭形,相关骨化学染色为阴性。透射电镜显示芯为P(3HB-CO-4HB),壳为GA+PVA制备的同轴电纺支架具有明显芯-壳结构,扫描电镜显示芯为P(3HB-CO-4HB),壳为GA制备的支架见电纺成丝性较差,见大量的液滴,液滴表面有纤维伸出,但未能形成连续完整的纤维形态,其中部分纤维出现断裂;而P(3HB-CO-4HB)为芯,GA+PVA为壳制备的支架为三维网状结构且相互连通,纤维直径较为均一。荧光染色见细胞-支架复合物体外培养1天时见细胞较为均匀的分布于支架上,培养第7天时见细胞数量增多,分布在支架上。成骨诱导培养第7天和第14天时见大量细胞覆盖于支架材料上。扫描电镜见复合物成骨诱导培养7天时细胞分布于支架材料表面,诱导培养14天时见细胞覆盖于支架材料表面,细胞在支架材料上生长良好,分泌大量细胞外基质覆盖于材料表面。将细胞-支架复合物植入裸鼠体内,裸鼠生长状况良好,无全身或局部炎症及毒性反应,实验组细胞-支架复合物在第8周、16周时保持原状,质地逐步变硬;对照组细胞-支架复合物植入后8周时体积未见明显缩小,质地较软;16周时几乎完全降解。实验组HE染色、Vonkossa染色、茜素红染色、I型胶原免疫组织化学染色见骨组织形成,可见骨细胞及骨陷窝形成,钙盐沉积、I型胶原随时间的增加逐渐增多并逐渐成熟。对照组相关骨化学染色阴性,未见骨细胞、成骨细胞及骨陷窝的形成。结论:人骨髓间充质干细胞复合同轴电纺3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚酯/(明胶+聚乙烯醇)支架经体外成骨诱导后具有在裸鼠体内异位构建组织工程骨的能力,是一种良好的骨组织工程支架。