一、与国内外同类技术比较 　　临床上，数以万计的人为颅骨缺损所困扰，各种原因致使的颅脑手术后的颅骨缺损十分多见，小范围的颅骨缺损尚可通过坚韧的瘢痕组织来弥补，而大的颅骨缺损则可使病人出现颅骨缺损综合症，因而对颅骨缺损者给予修补成形手术已成为神经外科医生的共识。而目前常用的植骨材料具有免疫原性、损伤大等等局限性。因而，探索新型的修复材料修复外伤、炎症及各种退行性变和先天性疾病等病因所造成的颅骨大面积缺损一直是国内外学者所关注的问题。 　　利用组织工程技术修补颅骨缺损是近年来发展起来的新方向，而国内外的研究表明，在应用组织工程骨充填颅骨缺损后的修复过程中，组织工程骨的血管化是修复骨缺损的基础，是关键的起始环节，并贯穿于颅骨修复的整个过程。体外培养构建的组织工程化骨组织复合物植入体内后，即由血液－细胞间液完成细胞的营养供应，脱离了体外培养环境的种子细胞在植入区血供不良和/或植入物建立血管化过程延长致其缺乏足够的营养时，其增殖、分化、分泌功能必将受到影响甚至死亡，造成成骨能力下降。由此可见，人工骨组织移植后，局部环境中的血运状况对于移植物的营养乃至最终效果的好坏起到至关重要的作用。采用多种方法促进组织工程骨组织的血管化就成为骨组织工程进一步研究的重点问题之一，也是组织工程骨由基础转向临床应用的关键性环节。 　　目前，有关组织工程骨在体内血供重建的研究尚处于探索阶段，促进组织工程化骨组织血液供应的重建方法主要有： 　　①、利用显微外科技术，使用带血管蒂的筋膜瓣或血管束植入细胞与材料复合物； 　　②、采用血管内皮细胞与成骨细胞联合移植的方法； 　　③、利用血管内皮细胞生长因子（VEGF）促进血管生长。 　　多项研究证实，将VEGF应用于血管化组织工程骨组织的构建应能取得较好的效果，但是，使用VEGF生长因子价格昂贵，并且半衰期非常短，很难在体内保持持续有效的作用浓度。为了有效的解决这一问题，我们设想，采用基因转移技术将VEGF基因转入骨组织工程的种子细胞中，使其能够持续、有效的分泌VEGF，从而达到促血管生成的目的，为血管化组织工程骨组织的构建与应用提供新的方法与思路。 　　本研究将组织工程技术与局部基因治疗有机结合，采用VEGF转基因MSC与成骨诱导的MSC两种细胞的嵌合系统作为种子细胞，体外构建转基因组织工程颅骨对兔颅骨缺损模型进行修复，这一方面成骨诱导的MSC提供了颅骨组织再生所必须的细胞成份，另一方面转基因MSCs又能作为VEGF的持续局部释放系统。 　　基于此设想，我课题组拓展了种子细胞来源，探索了骨髓间充质干细胞（MSC）的增殖分化规律；探索与MSC增殖分化相关的某些细胞因子及激素类的调节作用；建立和完善了成年骨髓基质干细胞诱导分化为成骨细胞的体外培养、扩增、鉴定的技术体系，满足了实验对种子细胞的质量和数量的要求。并且在这些发育生物学规律的研究基础上，成功将hVEGF转入MSC中；探索了应用转基因细胞嵌合系统作为种子细胞源的可行性与优越性；探索了适合颅骨组织工程构建的生物材料标准；摸索了转基因技术在优化组织工程颅骨血管化过程中的作用。实验结果显示，VEGF基因修饰组织工程骨移植可望成为修复大片颅骨缺损的有效手段。为临床利用组织工程骨修复大片颅骨缺损提供了实验依据，为组织工程技术向临床应用过渡奠定理论基础与必要技术准备。 　　二、成果的创造性、先进性 　　关于骨细胞的分化增殖过程及其相关的基底成份调节因子的调节作用是极为复杂的，我研究室自1985年以来深入研究上述这些规律，在1992年完成成骨细胞增殖分化模型。本研究在此基础上，完成了以下的创新： 　　1、拓展了组织工程的种子细胞源：探索了骨髓间充质干细胞（MSC）的增殖分化规律；探索与MSC增殖分化相关的某些细胞因子及激素类的调节作用；建立和完善了成年骨髓基质干细胞诱导分化为成骨细胞的体外培养、扩增、鉴定的技术体系，满足实验对种子细胞的质量和数量的要求。 　　2、在这些发育生物学规律的研究基础上，成功将hVEGF转入MSC中；探索了应用转基因细胞嵌合系统作为种子细胞源的可行性与优越性，这在国内外尚未见报道；探索了适合颅骨组织工程构建的生物材料标准；摸索了转基因技术在优化组织工程颅骨血管化过程中的作用。 　　三、作用意义 　　临床上，数以万计的患者为颅骨缺损所困扰，本研究利用转基因技术与组织工程技术相结合在体外制备的人工颅骨组织构件，作为颅骨缺损的功能性替代物，将为我国颅骨损伤的修复开辟一条新的途径，彻底解决不同年龄段患者在颅骨损伤修复过程中遇到的各种困难，为提高患者的健康水平及生活质量做出贡献。 　　四、推广应用的范围、条件和前景 　　临床上，数以万计的人为颅骨缺损所困扰，各种原因致使的颅脑手术后的颅骨缺损十分多见，对骨组织修复构件的需要十分庞大。应用本课题组已经成熟的组织工程技术，在相关细胞因子的调节下，由培养、扩增的转基因人骨髓间充质干细胞，体外构建具有任意形状和特定功能的转基因颅骨组织块（产品），可满足临床上不同类型颅骨缺损病人的需要，其临床应用市场广大，有巨大的效益空间。

　　一、与国内外同类技术比较 　　临床上，数以万计的人为颅骨缺损所困扰，各种原因致使的颅脑手术后的颅骨缺损十分多见，小范围的颅骨缺损尚可通过坚韧的瘢痕组织来弥补，而大的颅骨缺损则可使病人出现颅骨缺损综合症，因而对颅骨缺损者给予修补成形手术已成为神经外科医生的共识。而目前常用的植骨材料具有免疫原性、损伤大等等局限性。因而，探索新型的修复材料修复外伤、炎症及各种退行性变和先天性疾病等病因所造成的颅骨大面积缺损一直是国内外学者所关注的问题。 　　利用组织工程技术修补颅骨缺损是近年来发展起来的新方向，而国内外的研究表明，在应用组织工程骨充填颅骨缺损后的修复过程中，组织工程骨的血管化是修复骨缺损的基础，是关键的起始环节，并贯穿于颅骨修复的整个过程。体外培养构建的组织工程化骨组织复合物植入体内后，即由血液－细胞间液完成细胞的营养供应，脱离了体外培养环境的种子细胞在植入区血供不良和/或植入物建立血管化过程延长致其缺乏足够的营养时，其增殖、分化、分泌功能必将受到影响甚至死亡，造成成骨能力下降。由此可见，人工骨组织移植后，局部环境中的血运状况对于移植物的营养乃至最终效果的好坏起到至关重要的作用。采用多种方法促进组织工程骨组织的血管化就成为骨组织工程进一步研究的重点问题之一，也是组织工程骨由基础转向临床应用的关键性环节。 　　目前，有关组织工程骨在体内血供重建的研究尚处于探索阶段，促进组织工程化骨组织血液供应的重建方法主要有： 　　①、利用显微外科技术，使用带血管蒂的筋膜瓣或血管束植入细胞与材料复合物； 　　②、采用血管内皮细胞与成骨细胞联合移植的方法； 　　③、利用血管内皮细胞生长因子（VEGF）促进血管生长。 　　多项研究证实，将VEGF应用于血管化组织工程骨组织的构建应能取得较好的效果，但是，使用VEGF生长因子价格昂贵，并且半衰期非常短，很难在体内保持持续有效的作用浓度。为了有效的解决这一问题，我们设想，采用基因转移技术将VEGF基因转入骨组织工程的种子细胞中，使其能够持续、有效的分泌VEGF，从而达到促血管生成的目的，为血管化组织工程骨组织的构建与应用提供新的方法与思路。 　　本研究将组织工程技术与局部基因治疗有机结合，采用VEGF转基因MSC与成骨诱导的MSC两种细胞的嵌合系统作为种子细胞，体外构建转基因组织工程颅骨对兔颅骨缺损模型进行修复，这一方面成骨诱导的MSC提供了颅骨组织再生所必须的细胞成份，另一方面转基因MSCs又能作为VEGF的持续局部释放系统。 　　基于此设想，我课题组拓展了种子细胞来源，探索了骨髓间充质干细胞（MSC）的增殖分化规律；探索与MSC增殖分化相关的某些细胞因子及激素类的调节作用；建立和完善了成年骨髓基质干细胞诱导分化为成骨细胞的体外培养、扩增、鉴定的技术体系，满足了实验对种子细胞的质量和数量的要求。并且在这些发育生物学规律的研究基础上，成功将hVEGF转入MSC中；探索了应用转基因细胞嵌合系统作为种子细胞源的可行性与优越性；探索了适合颅骨组织工程构建的生物材料标准；摸索了转基因技术在优化组织工程颅骨血管化过程中的作用。实验结果显示，VEGF基因修饰组织工程骨移植可望成为修复大片颅骨缺损的有效手段。为临床利用组织工程骨修复大片颅骨缺损提供了实验依据，为组织工程技术向临床应用过渡奠定理论基础与必要技术准备。 　　二、成果的创造性、先进性 　　关于骨细胞的分化增殖过程及其相关的基底成份调节因子的调节作用是极为复杂的，我研究室自1985年以来深入研究上述这些规律，在1992年完成成骨细胞增殖分化模型。本研究在此基础上，完成了以下的创新： 　　1、拓展了组织工程的种子细胞源：探索了骨髓间充质干细胞（MSC）的增殖分化规律；探索与MSC增殖分化相关的某些细胞因子及激素类的调节作用；建立和完善了成年骨髓基质干细胞诱导分化为成骨细胞的体外培养、扩增、鉴定的技术体系，满足实验对种子细胞的质量和数量的要求。 　　2、在这些发育生物学规律的研究基础上，成功将hVEGF转入MSC中；探索了应用转基因细胞嵌合系统作为种子细胞源的可行性与优越性，这在国内外尚未见报道；探索了适合颅骨组织工程构建的生物材料标准；摸索了转基因技术在优化组织工程颅骨血管化过程中的作用。 　　三、作用意义 　　临床上，数以万计的患者为颅骨缺损所困扰，本研究利用转基因技术与组织工程技术相结合在体外制备的人工颅骨组织构件，作为颅骨缺损的功能性替代物，将为我国颅骨损伤的修复开辟一条新的途径，彻底解决不同年龄段患者在颅骨损伤修复过程中遇到的各种困难，为提高患者的健康水平及生活质量做出贡献。 　　四、推广应用的范围、条件和前景 　　临床上，数以万计的人为颅骨缺损所困扰，各种原因致使的颅脑手术后的颅骨缺损十分多见，对骨组织修复构件的需要十分庞大。应用本课题组已经成熟的组织工程技术，在相关细胞因子的调节下，由培养、扩增的转基因人骨髓间充质干细胞，体外构建具有任意形状和特定功能的转基因颅骨组织块（产品），可满足临床上不同类型颅骨缺损病人的需要，其临床应用市场广大，有巨大的效益空间。