目的:研究单独及联合应用骨形态发生蛋白2(Bone morphogenetic protein 2,BMP-2)和碱性成纤维生长因子2(Basic fibroblast growth factor 2,FGF-2)对骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)膜片增殖和成骨分化的影响,并构建其诱导的细胞膜片-马鹿角粉支架复合物回植动物体内,探讨该组织工程骨支架的可行性及相关成骨效应。方法:先制备大鼠BMSCs膜片,用不同浓度的BMP-2和FGF-2单独及联合诱导细胞膜片来确定最佳有效浓度;然后以该浓度对细胞膜片进行成骨诱导,检测相关成骨指标来评估诱导效果;最后复合马鹿角粉支架回植股骨缺损的大鼠动物模型,进行大体观察、Micro-CT扫描、苏木精-伊红(HE)染色及实时定量PCR检测相关成骨基因的表达情况。结果:(1)单独应用BMP-2可增强BMSCs膜片的碱性磷酸酶活性,最佳浓度为100μg/L(P<0.001),单独应用FGF-2能加速BMSCs膜片的增殖,最佳浓度为20μg/L(P<0.001);(2)经成骨诱导后,4组膜片在形态学上无明显差异,均能诱导BMSCs膜片的成骨分化,其中联合组钙结节最明显(P<0.001),可显著促进膜片晚期成骨分化并抑制其早期成骨分化,具有明显的协同促进作用(P<0.001)。联合应用既可以促进膜片增殖又能提高其碱性磷酸酶活性(P<0.001);(3)回植动物模型实验:Micro-CT三维重建显示骨缺损在所有研究组中持续存在,未见完全愈合。与对照组相比,在不同时间点的实验组缺损内有少量残留生物材料,同时其骨表面积、组织体积、骨体积、骨体积分数和骨小梁数也高于其余两组(P<0.05);组织学染色结果显示:与其余两组相比,实验组缺损区结缔组织较少,周围分布大量毛细血管,膜片-支架复合物与组织结合紧密且随时间迁移存在部分吸收,有类骨质及成熟骨组织形成,无明显免疫排斥反应的迹象,少有炎症过程中的特征细胞;RT-PCR结果分析可知,随时间的增加实验组RUNX2和OCN等晚期成骨基因的表达呈上升趋势(P<0.001),而早期成骨基因COL-1呈下降趋势,并与对照组均存在显著差异(P<0.001)。结论:BMP-2和FGF-2联合应用时具有协同作用,既可以促进BMSCs膜片增殖,又能显著增强其成骨诱导能力;在体内环境下,BMP-2和FGF-2联合诱导的细胞膜片复合马鹿角粉/PVA支架显示出良好的生物相容性、可降解性及显著的成骨效应,为细胞膜片技术应用于骨缺损修复提供了新的思路和方法。