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主要作者与机构及发表信息
本研究的主要作者包括Lin Zhao、Junli Zhao、Jia-Jia Yu和Cangyu Zhang，他们分别来自中国的浦东新区光明中医院骨科、上海健康医学院附属周浦医院肾内科、运城中心医院关节外科以及兰州大学第二医院骨科。该研究于2020年9月10日在线发表在《Tissue Engineering and Regenerative Medicine》期刊上。
学术背景
本研究属于骨组织工程（Bone Tissue Engineering, BTE）领域，旨在探索一种基于组织工程技术的新型骨缺损修复方法。传统的大段不规则骨缺损修复面临诸多挑战，例如支架材料的血管化不足、营养供应受限以及代谢废物清除困难等。为解决这些问题，研究团队开发了一种名为“组织工程骨膜（Tissue-Engineered Periosteum, TEP）”的技术。TEP通过将兔间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）与小肠黏膜下层（Small Intestinal Submucosa, SIS）结合，模拟天然骨膜的功能。此前的研究已证明，TEP可以成功修复长骨临界尺寸缺损（Critical-Size Defects, CSDs）。在此基础上，本研究进一步探讨了TEP在修复大段不规则骨缺损中的可行性和效果，并引入脱蛋白骨（Deproteinized Bone, DPB）作为辅助支架材料，以评估其与TEP联合使用的潜力。
研究流程
本研究包括多个实验步骤：
动物模型建立
研究使用36只新西兰白兔（New Zealand White Rabbits, NZWRs），通过肩胛骨部分切除术建立大段不规则骨缺损模型。手术保留了肩关节功能所需的解剖结构，并为植入物固定提供了三角形锚点。
细胞培养与诱导分化
从新生兔骨髓中分离MSCs，并在含10%胎牛血清（Fetal Bovine Serum, FBS）的DMEM培养基中培养至第3代。随后，使用成骨诱导培养基（含抗坏血酸、β-甘油磷酸钠和地塞米松）对MSCs进行为期3周的成骨诱导分化，并通过改良Gomori染色和茜素红染色验证其成骨能力。
SIS制备与TEP构建
从健康猪的小肠中提取SIS，并经过化学脱细胞处理后冻干和灭菌。将成骨诱导后的MSCs缓慢滴加到SIS上，培养7天后形成TEP。
DPB制备
从兔肩胛骨块中制备DPB，通过一系列化学处理去除蛋白质成分，同时保留其三维结构和骨诱导特性。
分组与治疗
将36只兔子随机分为三组：
影像学与组织学分析
通过X射线检查评估骨缺损修复情况，并采用Lane-Sandhu评分系统进行定量分析。通过HE染色和Masson三色染色进行组织学分析，同样采用Lane-Sandhu评分系统评估新骨形成情况。
血管化分析
通过墨水-甲醛灌注技术观察TEP介导的新骨再生过程中的血管化情况。
主要结果
1. 成骨分化与TEP特性
MSCs在成骨诱导后表现出显著的成骨分化能力，形成钙化结节并表达高水平的碱性磷酸酶（Alkaline Phosphatase, ALP）。TEP呈现出柔韧的膜状结构，表面附着大量细胞，SEM显示其由交错的胶原纤维组成。
影像学结果
术后4、8和12周的X射线检查显示，组1和组3的新骨形成量显著高于组2（p<0.05）。组1在12周时达到骨愈合标准，而组2的新骨形成速度较慢，组3则介于两者之间。
组织学结果
组织学分析表明，组1的新骨形成量显著高于组2和组3（p<0.05），组3的新骨形成量也显著高于组2（p<0.001）。组1中，TEP逐渐降解并被成熟骨组织取代；组2中，DPB降解缓慢，新骨形成较少；组3中，TEP和DPB共同作用促进了新骨形成，但DPB降解速度较慢。
血管化分析
墨水-甲醛灌注结果显示，TEP介导的新骨组织中存在丰富的微血管网络，这为新骨再生提供了充足的血液供应。
结论与意义
本研究表明，TEP在修复大段不规则骨缺损方面具有显著潜力。作为一种三维支架，DPB可提供机械支持和形状引导，但其降解速度较慢可能限制新骨形成。TEP介导的新骨组织具有丰富的微血管网络，有助于提高骨再生效率。这项研究为临床应用提供了重要的科学依据和技术支持，特别是在复杂骨缺损修复领域具有广阔的应用前景。
研究亮点
1. 重要发现：TEP在修复大段不规则骨缺损中表现出优异的成骨活性和血管化能力。
2. 方法创新：首次将TEP与DPB结合用于骨缺损修复，展示了两种材料的协同作用。
3. 特殊性：TEP作为一种柔性细胞负载结构，能够适应不同形状和尺寸的骨缺损，为个性化骨修复提供了新思路。
其他有价值内容
研究还探讨了TEP和DPB的免疫兼容性问题，指出这两种材料均具有较低的免疫反应风险，适合异体移植。此外，研究强调了未来需要进一步优化支架材料的降解速度与新骨形成之间的平衡，以提高临床实用性。