1、课题来源与背景：课题来源“广东省科学技术厅”。课题背景：近年来，随着严重粉碎性骨折、骨缺损和骨不连病人的增多，良好的植骨材料成为临床急需。目前植骨的主要来源为自体骨和同种异体骨，二者均为条状或块状，多难以与骨缺损相匹配，无可塑性，与骨折处难以严密接合，无粘合性，术中固定困难、术后容易再移位，且来源有限，无法满足临床工作的需要。研制出同时具有可塑形、粘合性，又具有一定强度，并能适时吸收骨移植替代物将能解决临床难题。最早在临床使用的可塑形较好的植入材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，但是，由于PMMA 固化时产生热量，可灼伤周围正常骨组织，又不能被机体吸收和重塑，阻碍骨折愈合，不适合作为创伤性骨缺损和骨不连的植骨材料。我们在前期研究工作中，将同种异体骨粉、β-TCP 和HA(Bone and BCP，BBCP)按一定的比例混合，以同种异体骨粉作为新骨长入的微孔结构，研制成一种新型混合型可吸收骨水泥。动物实验显示该BBCP 作为植骨材料可以诱导成骨该材料的优点是：可任意塑形，可原位自固化，固化过程中不产热，并具有一定的强度；而且，该材料植入骨缺损处能与周围的骨质紧密啮合形成牢固的结合界面，具有限制骨碎块再移位的“粘合性”。因此，该材料极有可能成为临床治疗骨缺损和严重粉碎性骨折理想植骨替代物。本项目拟通过体外实验将人体骨髓基质干细胞(human bonemarrow mesenchymal stem cells，hBMSCs)与该材料共培养来观察该材料对hBMSCs 分化成骨的诱导作用和新骨长入的传导作用，特别是深入地研究其诱导成骨机制，为临床治疗骨缺损和骨不连提供基础。 2、技术原理及性能指标：1）、观察本植骨材料对hBMSCs 成骨诱导作用：① 分离hBMSCs，将其与BBCP 共培养，采用倒置相差显微镜下观察细胞生长情况，注意细胞与载体边缘接触局部的变化。② 成骨相关指标检测：钙-钴法染色检测碱性磷酸酶(ALP)表达，Von Kossa 染色检测钙结节形成；免疫组织化学检测I 型胶原蛋白表达； Real-time PCR 检测I 胶原、骨钙素、碱性磷酸酶、转录因子Cbfa1 (core-binding factor alpha1)和Osx(osterix)表达情况。③ 成软骨相关指标检测：免疫组织化学检测II 型胶原蛋白表达；采用Real-time PCR 检测aggrecan、II 胶原表达情况。④ 肥大软骨细胞相关指标检测：免疫组织化学检测X 型胶原蛋白表达；采用Real-time PCR 检测X 胶原表达情况。通过以上指标的检测观察，以鉴定hBMSCs 分化的是成骨细胞或软骨细胞，还是纤维细胞或脂肪细胞。2）、明确促进骨髓源性软骨细胞和肥大软骨细胞成骨调控因素：① 筛选本材料负载rhBMP-2 和bFGF 最佳浓度：分别将不同浓度的rhBMP2、bFGF 或二者联合掺合在BBCP 中，与hBMSCs 共培养，观察BMP-2、bFGF 或联合应用rhBMP-2 和bFGF 对促进hBMSCs 成骨诱导作用，探索促进hBMSCs、软骨细胞和肥大软骨细胞向成骨转化的最佳条件，为下一步研究提供成熟的条件。② 观察联合应用rhBMP-2 和bFGF 对软骨细胞和肥大软骨细胞转化成骨组织的作用：以最佳浓度和配比条件诱导培养纯化的软骨细胞和肥大软骨细胞，观察其成骨作用。 3、技术的创造性与先进性：本课题组自行研制的新型植骨材料具有自身特色，是在借鉴国内外同行研究成果的基础上进行了创新性地改进，是一种新型的混合性可吸收骨水泥。本研究采用细胞捕捉的方法将骨髓源性软骨细胞和肥大软骨细胞分别分离纯化，研究它们各自在骨形成中的作用，方法新颖。