成骨细胞是组织工程骨的关键细胞，成骨细胞合成分泌I型胶原，并在I型胶原上形成钙、磷结晶，完成骨基质的矿化过程，自身最后包埋阻碍骨陷窝中，转变为骨细胞。

　　成骨细胞主要功能是合成、分泌骨基质并促进基质矿化形成骨组织。成骨细胞分泌的基质从形态上可分为定形成分和无定形成分，前者主要是I型胶原，是钙盐沉着和细胞附着的支架。后者则包括骨结合素、骨钙素、骨桥蛋白、纤维蛋白及一系列生长因子。此外，成骨细胞还能通过基质小泡释放钙离子和ALP等酶类物质，钙离子在ALP作用下沉淀在胶原纤维丝上，完成基质矿化过程。

　　体外培养的成骨细胞表现为增值态和功能态2种相对状态，能发生交替，有相互依存关系。按顺序进入增殖期、胞外基质合成器及钙化期。增殖期的成骨细胞处于增值态，细胞进行细胞质和细胞核的复制，完成有丝分裂，细胞一分为二，大量增加细胞的数目。基质合成期和钙化期的成骨细胞处于功能态。

　　成骨细胞首先合成I型胶原，骨结合素、骨钙素、骨桥蛋白等胞外基质，并从基质小泡中释放钙离子并在胞外基质上完成钙化，最终形成骨组织。其基因表达情况为：I型胶原从增殖期开始表达，基质合成期达巅峰；ALP是成骨细胞分化的早起标志物，基质合成期开始出现，钙化期达巅峰；OC是成骨细胞分化成熟的标志，一般钙化早期开始表达，钙结节成熟后达高峰。一般常将I型胶原、ALP、OC作为成骨细胞的坚定指标和功能状态的评价指标。