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骨组织工程的目标是找一个更好的方案解决大段骨缺损、骨延迟愈合或不愈合的难题。由于越来越多的学者认识到骨膜在骨损伤修复过程中的重要作用,目前组织工程骨膜在不断被研发,研究者将组织工程的理念融入到组织工程骨膜中,制备了材料、细胞及细胞因子为三要素的组织工程膜,希望能从结构或者功能上模拟自然的骨膜,并利用其促进骨损伤处的修复。从骨膜中提取到的细胞并被广大学者习惯称之为骨膜来源干细胞(periosteum derived stem cell,PDSC),已被证实其表面表达间充质干细胞标记物,并具有成骨、成软骨、成脂分化的潜能。所以PDSC可能是组织工程骨膜的优秀的种子细胞。基于种子细胞的组织工程中仍然面临一个关键问题,即在体外扩增过程中种子细胞的成骨能力逐步下降,这可能与成骨祖细胞干性下降有关,而在细胞移植过程中通过模拟内环境提供关键性因子有望解决这个难题,骨折的自然愈合早期,成纤维细胞生长因子-2(FGF-2)显著增加,但在随后的骨生成阶段低表达,而骨形态发生蛋白-2(BMP-2)则在成骨分化阶段大量表达。本课题制备了一种能仿生释放FGF-2和BMP-2的壳聚糖-胶原支架膜,并联合PDSC,进行了颅骨极量骨缺损修复实验,证明了 PDSC在体内外具有成骨分化能力,该仿生控释膜材料能支持PDSC的体内增殖、分化成骨及促进骨缺损处新骨形成。本课题采用主要方法如下:1.按以往方法制备胶原-壳聚糖支架及仿生控释FGF-2和BMP-2的微囊,冻干后备用。2.提取PDSC,通过流式细胞仪检测其表面干细胞标记物,并进行三系诱导分化实验,鉴定其多能干性。PDSC与胶原-壳聚糖支架共培养,检测细胞在支架上的粘附、增殖、分化能力。3.制备组织工程膜支架,进行颅骨缺损造模并移植手术,MicroCT和组织学检查评价新骨生成,用EdU法检测PDSC在移植部位的存活。4.统计学分析:应用SPSS 20.0统计软件进行数据分析,各组数值以Mean±SD表示,组间比较用单因素方差分析(one-wayANOVA),若方差齐用LSD检验、方差不齐则用DunnettT3检验作两两比较。设p值<0.05具有统计学差异。主要结果:1.本实验PDSC经过流式鉴定,其表面表达间充质干细胞标记物,并经过诱导可向成骨、成软骨、成脂等多向分化,证明其在该组织工程膜支架上具有增殖、成骨分化能力。2.MicroCT和组织学检测证明,PDSC联合仿生释放的组织工程膜具有更优秀的骨缺损修复能力。结论:骨膜来源的干细胞会是组织工程骨膜的优秀种子细胞,并序贯释放FGF-2和BMP-2为PDSC提供更好的增殖分化环境,从而提高了仿生组织工程骨膜的骨修复效能。