仿人类组织工程化指骨的研究

外伤和先天性拇指指骨的缺失将造成人类近50%的手功能丧失，而构建仿人类的组织工程化指骨的相关研究尚少，在我国基本处于研究空白，我们通过大量前期基础实验证实，PCL是目前唯一可低温任意塑形的组织工程支架材料。比较研究证实PCL的慢降解减少了和BMSCS复合后的细胞毒性反应。本项目拟通过容积CT成像技术设计人类拇指远节指骨三维解剖图型，三维立体打印机打印出立体指骨模具。将B-TCP/PCL共混粉沫颗粒灌注入模具中，对材料的孔隙率，内部立体构造进行设计，得到和人类指骨内部立体构造相近的指骨支架，将I型胶原和纤维蛋白胶粘附的人类骨髓基质细胞在真空状态下灌注入指骨支架体外构建仿人类的组织工程化指骨，并植入到利用显微外科技术预制的裸鼠背阔肌肌瓣内检测其成骨潜能和血管化程度，通过本项研究，将进一步拓宽对仿生组织工程骨成骨和血管化的认识，进而为组织工程化指骨的临床应用和产业化提供新的手段。

本研究在国内首次使用显微CT扫描人类拇指的近节及远节指骨，联合显微CT图像处理工作站与Mimics软件设计人类拇指末节指骨的高度仿生支架模型。将三维立体模型的STL文件导出并通过快速成型技术在三维立体打印机中打印出人类拇指末节的高度仿生支架模型是可行的。带血运筋膜瓣作为膜引导材料具备血管化、膜引导及膜诱导作用，自固化磷酸钙人工松质骨复合骨诱导因子rhBMP-2后，具备了骨的传导性及诱导性；上诉因素结合后，在动物体内建立了与宿主机体一体化的骨修复、再生机制，不仅促进了材料的血管化，还具有了一定的成骨能力。通过基础实验证实了脂肪干细胞的三向分化能力。