仿生骨支架复合骨髓间充质干细胞修复大块骨缺损的生物力学评价

摘要

大块骨缺损的临床修复面临生物力学适配性不足与组织再生协同性差的双重挑战。本研究构建一种仿生骨支架，其微观结构模拟天然骨小梁拓扑特征，宏观力学参数匹配宿主皮质骨刚度范围，并负载自体骨髓间充质干细胞。通过兔股骨临界性缺损模型开展为期12周的体内实验，系统评估支架植入后新骨形成质量、界面整合强度及整体承重功能恢复情况。结果显示，仿生支架组在术后8周即实现缺损区92%以上的骨体积填充率，新生骨矿化程度接近正常骨组织，支架-宿主骨界面剪切强度达（32.7±2.4）MPa，显著优于传统多孔陶瓷对照组。生物力学测试证实，修复区域在轴向压缩与扭转载荷下表现出接近生理骨的应力-应变响应特性，未见结构性失效或微动迹象。