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目的：geneX是一种新的人工合成骨移植替代材料,采用p-磷酸三钙和硫酸钙混制而成,具有微孔结构、可注射性、能体内完全降解、固化后具有较好的承重能力等优点。为了探索运用geneX治疗骨缺损时,如何能够加快局部成骨及成血管效应,加速骨缺损的修复,故设计本实验。实验运用BMSCs及TGF-β2与geneX构成复合材料,植入兔胫骨缺损部位,定期观察BMSCs/geneX/TGF-β2复合材料修复骨缺损的能力,并观察该复合物对兔新生骨组织VEGF及BMP2基因及蛋白表达能力的影响。探索使用geneX作为骨移植替代材料治疗动物骨缺损的最优方法,为进一步临床运用geneX治疗骨缺损提供动物实验依据。方法：1、兔脊髓间充质干细胞原代及传代培养BMSC (DMEM低糖+10%FBS)取达到SPF级别新西兰大白兔一只,剥离大腿股骨和胫骨,用骨钳夹断骨头两端区域,取骨髓吹入到干净的细胞培养皿中；1500rpm离心5分钟,收集细胞沉淀；用新鲜的培养基悬浮细胞沉淀；证实为纯度高的BMSCS后,置于培养箱中；传至P3代,用于后续实验。2、geneX与BMSCs/TGF-β2复合,体外构建复合人工骨材料2.1、将密度为3×105/ml的P3代兔BMSCs接种于预湿材料上,孵育1小时后加入浓度为1ng/mL的TGF-β2,加5ml培养液培养,备用。2.2、拆封geneX人工骨包装,连接含有geneX人工骨粉末的A注射器与含有2ml生理盐水的注射器B,来回推挤注射器A与B,混匀溶质与溶液,得到膏糊状的geneX人工骨,置于A管内(时间控制在1min之内)。2.3、将A注射器内膏糊状geneX挤压至模具上,按模具形状制备约3mm×2mm柱状geneX人工骨颗粒,等待2-3分钟人工骨颗粒凝固,约在10分钟后其变硬。2.4、将geneX人工骨颗粒分成两份,第一份seneX置入预湿培养皿中备用；第二份geneX置入含有3×105/ml的P3代兔BMSCs与浓度为1ng/mL的TGF-β2复合物的培养液中,培养5天备用。3、制作兔骨缺损模型取健康SPF级别新西兰大白兔30只,随机分为A、B、C三组,每组10只,麻醉后,做双下肢小腿外侧纵切口,电钻打孔备成15mm×5mm长的胫骨纵型骨缺损。A组大白兔双侧胫骨干缺损作为空白对照组；B组大白兔双胫骨干缺损处植入geneX人工骨；C组大白兔双侧胫骨干骨缺损处填入BMSCs/geneX/TGF-β2复合材料。4、观察兔骨缺损部位三组不同填充物成骨能力于4、8、12周处死兔子,进行一般解剖形态学观察、X线摄片；4周及8周进行组织切片观察,比较三组不同骨填充物的骨缺损修复能力。5、骨缺损部位新生骨化及新生血管化的检测采用蛋白印迹法测定血管内皮生长因子(VEGF)、骨形态发生蛋白-2(Bmp-2)的表达量变化；采用QPCR技术检测分析骨组织内血管内皮生长因子mRNA、骨形态发生蛋白-2mRNA含量的表达。以上实验数据采用SPSS17.0统计软件进行统计分析,P<0.05有统计学意义。结果：1、体内实验手术后兔子正常活动、进食,无反常活动,胫骨缺损处后未出现炎性、排斥等不良反应；切口皮肤愈合良好。2、影像学观察2.1、4周时观察：A组：术后4周缺损区见少等量骨痂,缺损区仍清晰可见；B组：术后4周见中量骨痂形成；C组骨缺损处的高密度影明显多于A、B两组,骨缺损面积明显小于A组,略小于B两组。2.2、8周时观察：A组可见中量模糊骨痂影,缺损部位缩小；B组：见大量骨痂形成,缺损区基本修复；C组骨缺损处骨痂明显增多,骨缺损部位低密度影基本消失。2.3、12周时观察：A组原缺损部位大多残留较小的低密度影；B组骨缺损区基本修复,但可见明显骨皮质增厚,其中一例缺损部位斜行骨折,成角畸形愈合；C组：缺损区被新骨取代,表面光滑,与两侧骨断端皮质连续,塑形良好。3、解剖学观察3.1、术后4周：A组骨缺损处有少量骨痂生长,缺损大小较术后缩小约30%；B组有1例植入物发生位置改变,滑入骨髓腔,另外一例,植入物与骨缺损连接处变为毛糙样,周围形成粗大骨痂突出正常骨组织表面,缺损面积明显缩小约40%；C组植入物大多无明显移位。缺损存在大量纤维结缔组织包绕,植入物与骨缺损处连接较紧密,但用血管钳轻戳即破损。3.2、术后8周：A组骨缺损处周围瘢痕增生明显,包裹约50%骨缺损部位,缺损部位骨小梁形成纤维骨痂,缺损面积较4周前略有缩小；B组骨缺损部位明显缩小,缺损表面形成略突出骨表面骨痂结构,骨缺损处基本被新生骨组织覆盖,但新生骨组织较薄；C组植入材料与骨组织基本融合,骨缺损部位基本填平,填充物基本融合吸收,但仍然可见缺损部位骨组织形态与正常骨质存在细微差异。3.3、术后12周：A组骨缺损处粗大纤维骨痂形成,但是大多骨缺损未能完全修复,均残留约0.5cm×0.2cm大小不等缺损；B组植入物基本骨化,缺损区被新骨代替,大多塑形良好,缺损部位稍突出于正常骨表面,用血管钳按压缺损表面,有2例缺损部位塌陷；C组植入物植入物完全骨化,缺损区均被新骨取代,表面光滑,与两侧骨断端皮质连续,塑形良好,用血管钳按压缺损表面,未出现缺损部位塌陷情况。4、病理切片,观察组织形态学改变4.1、4周时：A组切片可见骨缺损处内部有部分新生血管,未见明显细胞成分及纤维骨痂。B组：材料内部中量血管形成,周围有大量成纤维细胞,可见少量新生骨松质；C组：缺损部位填充物周围大量成纤维细胞及淋巴细胞,浆细胞,材料周围形成新生骨松质。4.2、8周时：A组：可见适量成纤维细胞,成骨细胞,类骨质形成,缺损部位形成散在骨性骨痂。B组：缺损部位可见大量成纤维细胞,成骨细胞,破骨细胞,类骨质形成。原填充部位大量的骨性骨痂形成；C组：骨缺损骨痂周围见破骨细胞,说明新生骨形成的同时也在进行骨的修复与重建,中央可见明显新生成的松质骨,在新生松质骨周围包绕多量成骨细胞,在新骨表面形成骨细胞单个细胞层—表明此处有明显骨再生迹象。5、骨缺损部位VEGF. BMP2基因及蛋白表达情况5.1、PCR结果表明：2周时C组中BMP-2基因及VEGF基因的mRNA表达量较A组明显升高,存在显著性差异(P<0.01)。C组与B组表达量的差异没有统计学差异(P>0.05)。4周、8周时C组中BMP-2基因及VEGF基因的mRNA表达量较A组表达量明显升高,存在显著性差异(P<0.01)；且C组中BMP-2基因及VEGF基因的mRNA表达量较B组表达量明显升高,具有统计学意义(P<0.01)。5.2、Western结果表明：5.2.1、2周、4周时C组中BMP-2蛋白表达量较A组升高,存在统计学差异(2周P<0.05；4周P<0.01)。C组与B组表达量的差异没有统计学差异(P>0.05)。8周时C组中BMP-2蛋白表达量较A组明显升高,存在显著性差异(P<0.01)。C组表达量明显高于B组表达量,具有统计学意义(P<0.01)5.2.2、2周时C组中VEGF蛋白表达量较A组升高,存在统计学差异(P<0.05)。C组与B组表达量的差异没有统计学差异(P>0.05)。4周、8周时C组中VEGF蛋白表达量较A组明显升高,存在显著性差异(P<0.01)。C组表达量高于B组表达量,具有统计学意义(P<0.05)。结论：1、geneX是一种较好的人工合成骨移植替代材料。2、geneX人工骨能提高骨缺损部位BMP-2及VEGF的基因和蛋白表达量,能加快骨缺损部位成骨及成血管的速度,增强骨缺损修复能力。3、BMSCs/geneX/TGF-(32复合材料能显著提高骨缺损部位BMP-2及VEGF的mRNA和蛋白表达量,能显著加快骨缺损部位成骨及成血管的速度,显著增强骨缺损修复能力。故推测该复合材料在修复骨缺损方而具有潜在的临床应用价值。