目的:本研究拟建立组织工程种子细胞人骨髓间充质干细胞(MSC)灌注生物反应器体外培养(扩增)方法;并通过MSC与新型可降解材料生物相容性的体外研究,建立一种基于MSC的生物相容性体外评价方法。 方法:研制一套灌注生物反应器系统,在完成性能、功能测试(C2C12灌注培养)后进行MSC灌注培养研究;建立离/在线监测体系,检测MSC形态、生长代谢、增殖和成骨分化能力的变化。在生物相容性研究中,利用MSC的增殖与分化能力作为指标,通过扫描电镜观察MSC在可降解偏磷酸钙(dCMP)表面粘附的情况,并利用ICP和IC分析dCMP和羟基磷灰石(HA)的降解产物元素含量,同时采用FACS检测细胞周期变化、ALP活性分析及ARS染色两种方法检测MSC成骨分化能力,从而实现对降解产物毒性效应的检测。 结果:灌注生物反应器系统在结构上具有合理性和可靠性。通过离/在线监测体系,发现对C2C12细胞形态无显著不良影响情况下,可显著性缩短细胞群体倍增时间:对MSC的细胞形态、代谢、增殖和分化能力无显著不良影响;提高培养基的使用效率,具有安全性、可行性和一定的高效性。在生物相容性研究中,dCMP对MSC的增殖有促进作用,且不影响MSC的成骨分化进程及分化后的矿化功能;而HA对MSC的成骨分化进程无影响,但对MSC的增殖和成骨分化后的矿化功能均有抑制作用。 结论:MSC可在灌注生物反应器中实现体外培养(扩增);灌注生物反应器基本构建完成。同时,基本建立基于MSC的生物相容性体外评价方法;dCMP的生物相容性较HA为佳,更适合作为骨替代材料。