传统骨修复的材料,如肋骨和髂嵴等自体骨,可获取的组织量有限。且对取材部位造成损伤:磷灰石和去矿化异体骨等异体材料,存在免疫排斥、疾病传染及骨溶解等问题。近年来,干细胞和骨组织工程研究的不断深人,为临床骨缺损的修复提供了新思路。
脂肪干胞(Adipose—derived stem cell,ADSC)由于来源丰富且容易获取,体内、外实验均证实其能分化形成骨样组织,已成为骨组织工程的重要的种子细胞来源。而外国人Friedenstein将骨祖细胞分为确定性骨祖细胞(determined osteogenic precursor cells,DOPC)和诱导性骨祖细胞(inducible osteogenic precursorcells,IOPC),确定性骨祖细胞是间充质细胞不能自发向成骨细胞转化,在一定的诱导因素后,才能向成骨细胞转化。
在今后,对这些因素的更多发现,及其对它们相互作用的更深入理解可能是体外条件下精确地调控脂肪干细胞成骨分化的关键。目前,已有应用自体脂肪干细胞修复大面积颅颌面缺损的报道,随着对脂肪干细胞成骨机制的了解,相信脂肪干细胞参与构建的组织工程化骨将会尽快地真正应用于临床大面积骨缺损的修复。针对性别因素对脂肪干细胞分化影响的研究发现,雌性动物的脂肪干细胞脂肪分化趋势较强,而雄性动物的脂肪干细胞更易表达成骨标志物,这可能与激素促进了脂肪干细胞 向脂肪细胞分化有关。与此相应,科学家研究发现,男性脂肪干细胞的成骨分化时间早于女性,分化速度更快,分化效率也明显高于女性。
目前,对胚胎期及出生后骨发生分子机制的研究受到广泛关注,一些分化调控因子,如骨形态发生蛋白骨髓的间充质干细胞家族等,被用来增强脂肪干细胞体内、外的成骨分化能力。骨髓的间充质干细胞家族属于旁分泌的转化生长因子TGF—B家族。大量研究示,骨损伤愈合过程中, 骨髓的间充质干细胞具有刺激间充质干细胞向成,目细胞分化的作用。