关节软骨缺损是常见的一种关节损伤，但由于软骨组织的特殊性，修复能力受到限制，常常进展为较为严重的骨关节炎，给许多患者带来极大的痛苦和经济负担。软骨组织工程的发展为这些患者带来福音的同时，也面临着极大的挑战。间质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）因其自体来源、易扩增、具有软骨分化潜能的特点而受到广泛重视，常常被作为软骨组织工程的种子细胞。在常用的间充质细胞移植分化关节软骨的治疗策略中，体外的预培养与分化显示出较好的治疗效果，即从自体收集得到的间质干细胞经浓缩后在体外先进行培养和诱导分化，得到一定数量的分化软骨细胞后，再将细胞与培养基质一起共同移植到患者体内。但是，目前利用间质干细胞获得的组织工程软骨还不能完全满足临床治疗的要求。而且由于疾病类型、程度和个体化差异，间质干细胞源性的组织工程软骨移植治疗的可优化因素多样；针对同一类型疾病的治疗，优化体系仍无统一公认的标准。为了获得能更好适应人体及临床要求的关节软骨组织，所以主要针对间质干细胞在骨科疾病治疗的可优化因素研究现状进行归纳、总结及分析，从环境因素、支架选择和种子细胞三个方面总结间质干细胞在体外进行软骨诱导的可优化因素，为利用间质干细胞获得更优良的组织工程软骨以及建立更好的优化体系提供了研究思路。

骨缺损是骨科的常见病之一。目前，骨缺损的治疗以自体骨、同种异体骨及人工骨移植为主，但3种材料均有一定的局限性。骨组织工程技术的发展为骨缺损的治疗带来了新的思路。稀土元素在增强骨组织工程支架性能方面发挥积极作用。深入探讨稀土元素在骨组织工程支架方面的作用并改善其性能，有望为骨缺损的治愈带来希望。

骨组织虽然具有一定的自愈能力，但超出自愈极限的骨缺损仍然需要进行骨移植。羟基磷灰石、磷酸三钙等钙磷材料是目前常见的骨修复支架材料，但这些生物活性材料往往缺乏成骨诱导活性、促种子细胞黏附以及促血管生成等能力。弥补这些缺陷的传统方法是使用骨形态发生蛋白等生长调节因子对生物活性材料上的成骨过程进行调控。然而这些活性因子往往具有成本高、不能长期使用等缺点。为解决以上问题，各种小分子活性肽应运而生，并发挥了较好的成骨效应。对常见的多种诱导成骨的小分子活性肽进行介绍，并对其研究进展进行综述。

目的:探讨仿生矿化后的丝素电纺复合支架体内修复颅骨缺损的能力。方法:利用静电纺丝技术制备丝素电纺支架(非矿化组)，通过模拟体液(SBF)浸泡法对支架仿生矿化(矿化组)，扫描电镜观察其微观形貌。18只8周龄的雄性SD大鼠购自南京医科大学动物实验中心，采用随机数字表示法分为3组，分别为矿化组、非矿化组和对照组，每组6只。构建SD大鼠颅骨缺损模型，在直径为5 mm的骨缺损区分别植入矿化组及非矿化组支架，对照组不作处理，分别于术后4、8周取材，通过微计算机断层扫描技术(micro-CT)、苏木精-伊红(HE)及马松染色(Masson染色)比较评估不同支架的体内骨再生情况。应用GraphPad Prism 8统计软件分析，采用单因素方差分析。结果:扫描电镜结果显示仿生矿化后的丝素电纺支架表面形成明显的羟基磷灰石矿化层。动物实验结果显示，术后4周和8周，通过对CT三维重建、HE及Masson染色的观察以及对骨体积分数(BV/TV)，骨小梁数(Tb.N)，骨小梁厚度(TB.Th)和骨小梁间隙(TB.Sp)定量指标的分析结果显示，在矿化组和非矿化组均能观察到新骨的形成，且矿化组的修复效果均优于非矿化组，差异有统计学意义[矿化组、非矿化组及对照组BV/TV在4周时分别为(22.880±2.324)、(12.600±1.965)、(4.967±1.580)%， F＝61.838， P<0.05，8周时分别为(45.770±4.433)、(29.400±4.086)、(19.310±2.272)%， F＝38.686， P<0.05；Tb.N在4周时分别为(0.029±0.001)、(0.019±0.003)、(0.008±0.003) mm -1， F＝52.890， P<0.05，8周时分别为(0.053±0.002)、(0.037±0.003)、(0.023±0.001) mm -1， F＝171.433， P<0.05；TB.Sp在4周时分别为(10.810±0.179)、(11.350±0.098)、(11.730±0.163) μm， F＝27.655， P<0.05，8周时分别为(8.792±0.175)、(10.060±0.339)、(11.150±0.275) μm， F＝56.807， P<0.05]。 结论:仿生矿化后的丝素电纺复合支架能有效促进骨再生，有望用于骨组织工程。

目的:探讨原纤维蛋白1(FBN1)在猪耳软骨细胞工程化软骨组织中的表达情况，以及过表达FBN1后对软骨细胞表型和细胞外基质表达的影响。方法:取3只长枫杂交猪单侧耳廓软骨，提取软骨细胞扩增至第2代，以6.0×10 7/ml的密度(200 μl)接种于直径为10 mm、厚2 mm的聚羟基乙酸-聚乳酸(PGA-PLA)支架材料上，体外培养5周，构建9块细胞材料混合物组织块；将6块细胞材料混合物植入3只裸鼠体内，每只2块，培养10周，构建工程化软骨组织6块。HE染色分别检测3块体外培养5周的细胞材料混合物及裸鼠体内培养10周后的组织工程化软骨形态；取3块2 cm×1 cm大小的另一侧猪耳软骨组织及3块1.0 cm×0.5 cm大小的工程化软骨组织提取RNA，通过qPCR检测二者FBN1 mRNA表达差异；取0.5 cm×0.5 cm大小的另一侧猪耳软骨组织及工程化软骨组织各3块，利用免疫组织化学染色检测二者FBN1在蛋白水平的表达及分布差异；在第2代猪耳软骨细胞中转染空载体质粒及FBN1过表达质粒，利用实时荧光定量PCR检测软骨细胞外基质相关基因的表达变化，实验重复3次。所得数据用Graph Pad Prism 6.0进行双尾非配对 t检验分析， P<0.05为差异具有统计学意义。 结果:HE染色结果显示：体外培养5周时，工程化软骨组织中可见大量软骨细胞及小的软骨陷窝，体内培养10周后，工程化软骨组织中形成明显软骨陷窝；工程化软骨组织FBN1 mRNA的相对表达量(0.001 41±0.000 28)较正常猪耳软骨组织(0.003 58±0.000 34)显著降低，差异有统计学意义( t＝4.913， P＝0.008)；正常组织中FBN1分布于软骨陷窝及软骨膜处，而工程化软骨组织中多分布于软骨膜处，越接近软骨组织中心越少；FBN1过表达组中FBN1 mRNA相对表达量为0.018 03±0.000 64，而空载体对照组为0.006 13±0.001 03，差异具有统计学意义( t＝9.708， P<0.001)；过表达FBN1后软骨细胞 SOX9、 COL2A1、 ACAN等软骨相关基因的相对表达量与对照组相比分别增加了1.273±0.071、1.315±0.104、1.928±0.280倍，差异有统计学意义( t＝3.874、3.311、3.044， P＝0.018、0.001、0.038)。 结论:猪耳软骨工程化软骨组织中FBN1 mRNA表达量及蛋白表达量显著低于正常耳软骨组织；体外实验显示FBN1促进软骨细胞 COL2A1、 ACAN等软骨相关基因的表达。

目的:探讨碳纳米管地三维多孔骨组织工程支架材料制备方法及具体临床效果。方法:首先制备CNTs/PLA/CHI碳纳米管(CNTs)/聚乳酸(PLA)/甲壳素(CHI)三维多孔支架材料，然后对材料亲水性表征及动物实验效果进行观察。应用SPSS 20.0统计软件分析。结果:(1)甲壳素纤维的亲水性理想，可将复合材料的亲水性显著改善。对于本研究所使用的几种材料，唯有聚乳酸(PLA)/碳纤维(CF)复合材料亲水性最佳。与未含碳纳米管的对照组比较，加入少量的碳纳米管地low组的亲水性要显著降低，然而随着复合材料中所加入的碳纳米管(CNTs)逐渐增多，材料亲水性也稍增强。但是材料亲水性与是否交联无显著关系。当CNTs添加至PLA/CF复合材料中，会使得复合材料亲水性显著下降。当CNTs水平逐渐增大时，复合材料的亲水性能则出现一定的增强。(2)经X线片检查，各组术后骨缺损移植地人工骨材料均未发生移位以及断裂现象。在第4周时，实验组桡骨缺损区域能够发现存在非常明显的骨生成影像，呈现云雾状，且均匀分布于骨缺损区域，骨密度水平非常低，存在大量孔隙；第8周时，经X线检查，显示植入体已与缺损断端骨性愈合，骨缺损部位的骨密度水平显著增大，新骨阴影非常显著，有成骨出现，但皮质骨连续性较差；第12周时，实验组CNTs中剂量组以及高剂量组均显示，植入体已与骨缺损部位断端骨性愈合，皮质骨连续性比较理想，髓腔畅通性较好。4种不同含量的CNTs复合材料组中，随着CNTs含量逐渐增多，骨缺损愈合程度逐渐加大。(3)随着CNTs含量的逐渐增加，骨密度水平显著增大，低含量组、中等含量组与高含量组骨密度均分别显著高于对照组(低含量：4周： P<0.01；中等含量：4周： P<0.01，8周： P<0.01，12周： P<0.01；高含量：4周： P<0.01，8周： P<0.01，12周： P<0.01)，同组各时间节点骨密度水平两两均存在差异，有统计学意义(低含量：4周比8周： P<0.01，4周比12周： P<0.01，8周比12周： P<0.01；中等含量：4周比8周： P<0.01，4周比12周： P<0.01，8周比12周： P<0.01；高含量：4周比8周： P<0.01，4周比12周： P<0.01，8周比12周： P<0.01)。 结论:碳纳米管可有效促进新骨生成。

目的:对比研究内源性修复细胞募集支架与组织工程自体软骨移植修复关节软骨缺损的长期疗效，为内源性修复细胞募集支架的临床应用及转化提供参考。方法:利用兔股骨滑车全层软骨缺损模型，分别予以旷置（对照组）、组织工程自体软骨填充（TE-MACI组）及内源性修复细胞募集支架填充（DCM-RAD/SKP组）进行干预，分别于术后12个月行核磁共振（MRI）检查，术后18个月行大体观评价、微型计算机断层成像（micro-CT）检查、组织学评价及蛋白表达水平分析。结果:修复术后12个月MRI检查结果显示TE-MACI组和DCM-RAD/SKP组的缺损修复区则几乎完全被正常软骨密度影填充，二者的T2 mapping序列T2值接近周边正常关节软骨组织，显著低于对照组。修复术后18个月的大体观及组织学评价表明TE-MACI组和DCM-RAD/SKP组缺损修复区成透明软骨样修复，与临近正常关节软骨融合良好，其内部存在一定含量的GAG成分及典型的软骨陷窝结构，修复效果显著优于对照组。micro-CT结果可见对照组的骨密度[BMD （360.87±5.96） mg/cm 3]和骨体积分数[BV/TV （56.47±1.62）%]均显著高于TE-MACI组和DCM-RAD/SKP组，且后二者间差异无统计学意义。蛋白表达分析结果显示TE-MACI组和DCM-RAD/SKP组的与关节软骨修复相关蛋白Ⅱ型胶原、Ⅹ型胶原以及软骨蛋白聚糖（aggrecan）的表达水平明显高于对照组，而前两组间差异无统计学意义。 结论:内源性修复细胞募集支架能有效修复关节软骨缺损，与组织工程自体软骨移植的长期疗效相当，未见严重远期退变，这种利用宿主自身巨大再生潜力的治疗策略有望成为一种仅需单次手术即可完成的关节软骨组织再生治疗方案应用于临床。

骨关节炎是一种常见的关节退行性疾病，而软骨损伤通常被认为是不可逆的关节变性早期因素。由于软骨的自我修复和再生能力有限，目前软骨缺损的修复仍是一个具有挑战性的医学难题。近年来，应用组织工程技术治疗软骨缺损被认为是一种新的治疗途径。软骨脱细胞基质（acellular cartilage matrix，ACM）保留了天然软骨的细胞外基质空间结构和生物活性成分，能够最大程度地模拟天然软骨的细胞外环境，是软骨修复与再生的理想材料。ACM的主要组成成分包括胶原蛋白、弹性蛋白、生长因子等，其中Ⅱ型胶原蛋白是透明软骨中的主要类型，在调节软骨组织的机械性能方面发挥重要作用。有研究证实Ⅱ型胶原蛋白、生长因子和低氧微环境分别在促进软骨再生中发挥重要作用。Ⅱ型胶原蛋白可以通过特定的方式诱导细胞聚集和软骨分化；ACM中含有的多种生长因子能够诱导Sox9的表达，促进干细胞成软骨分化；低氧微环境可上调Ⅱ型胶原（COL2A1）、Sox9的表达并维持软骨细胞表型。此外，ACM已被广泛应用于软骨再生的研究，将ACM制备成脱细胞支架、水凝胶或是利用3D生物打印技术对软骨缺损进行修复均取得了良好的软骨再生效果。尽管ACM源性生物材料具有诸多优点，但在实际应用中尚存在一些问题，例如ACM的成分丢失、支架的性能降低等，值得进行深度的探索和挖掘。

在全球范围内，每年有200多万例骨移植手术用于骨科、神经外科和牙科手术中的骨缺损。目前的治疗方案包括使用人、动物或合成来源的移植物。在这种情况下，自体移植是目前的黄金标准。然而它的数量是有限的，需要创建第二个伤口(供体部位)，并且感染、疼痛和发病率的风险也随之提高。近年来，组织工程与3D生物打印的兴起，为治疗患者骨缺损提供一种新思路。3D生物打印是"增材制造"在生物组织工程中应用的分支，能对细胞进行精确控制，并按需实现个性化构建宏观及微观的结构，能在骨再生运用中得到运用。其中成骨细胞支架的建立是3D生物打印的基础，具有适宜骨和软骨生长的水凝胶是支架研究的基础，为此国内外学者进行多种水凝胶支架的开发与研究，发现由多种生物材料混合的水凝胶比单一材料水凝胶更具有优势，如以羟基磷灰石或藻酸盐或透明质酸为主体混合几种或多种生物打印材料，结合所需细胞后最终形成的3D打印骨支架，比传统支架更能够促进骨成长分化。随着打印结构变厚，营养物质和氧气的扩散越来越困难，这在骨组织的重建中尤其如此，需要制造互连且有效的血管网络，因此支架中血管的形成是必不可少的环节。本文主要综述了3D生物打印中骨打印支架材料与血管网络形成的逐步探究进展。

目的:探讨3D打印聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)数字化仿生组织工程骨支架对兔股骨干长节段骨缺损的修复效果。方法:取19只新西兰大白兔，1只用于3D打印PLGA数字化仿生组织工程骨支架制备，18只制备股骨干长节段骨缺损模型，分为自体骨移植组(A组)、传统支架组(B组)、组织工程骨支架组(C组)各6只。在术后4、8、12周做骨愈合观察、测定成骨基因Ⅰ型胶原蛋白(Col-Ⅰ)、骨涎蛋白(BSP)、骨桥蛋白(OPN)、骨钙蛋白(OCN)及骨形态发生蛋白2(BMP-2)/转录因子2(Runx2)通路因子表达。多组间用单因素方差分析，两两比较用LSD- t检验。 结果:术后4、8、12周C组Lane-Sandhu评分[(5.67±0.85)、(7.29±0.96)、(9.89±1.21)分]、Col-Ⅰ(2.75±0.22、5.01±0.87、7.22±1.25)、BSP(1.64±0.33、3.11±0.43、5.84±0.78)、OPN(2.67±0.43、4.15±0.98、6.98±1.29)、OCN(1.98±0.22、3.42±0.43、5.70±0.98)、BMP-2(2.21±0.43、4.00±0.53、5.11±0.87)、Runx2(3.32±0.34、5.57±0.67、7.98±1.89)高于B、A组，差异有统计学意义( F＝22.499、6.635、6.692；21.582、7.917、6.084；8.835、9.398、9.607；9.607、6.185、5.361；9.277、7.256、5.115；6.374、15.320；9.117、10.424；6.042、5.053， P均<0.05)。 结论:3D打印聚乳酸-羟基乙酸共聚物数字化仿生组织工程骨支架可经促进骨组织生成，修复股骨干长节段骨缺损。