生物材料組織工程學概述演示文稿目前一頁\總數五十八頁\編于二十點（優選）生物材料組織工程學概述目前二頁\總數五十八頁\編于二十點從機體內獲得少量的活體組織將擴增的細胞與具有良好生物相容性、可降解和可吸收的生物材料按一定比例混合，使其粘附在生物材料上形成細胞-材料復合物用特殊的酶將細胞（種子細胞）從組織中分離出來并在體外進行培養擴增將該復合物植入機體的組織或器官病損部位，隨著生物材料在體內逐漸被降解和吸收，植入的細胞在體內不斷增殖并分泌細胞外基質，最終形成相應的組織或器官2.定義：

運用工程科學和生命科學的原理及方法，從根本上認識正常和病理的哺乳動物組織和結構功能的關系，并研究生物學的替代物，以恢復、維持和改進組織的生物替代物。3.基本原理目前三頁\總數五十八頁\編于二十點組織工程研究的基本原理及方法：(1)、直接移植或體外器官制作的桿細胞培養(2)、研制生物相容性好，能為細胞生成、增殖提供三維空間的生物材料支架(3)、種植形成細胞-生物材料復合物，植入機體病損部位(4)、材料降解，細胞增殖，形成新的組織和器官目前四頁\總數五十八頁\編于二十點種子細胞＋可降解的生物材料＋細胞外基質有生命的組織或器官修復缺損組織重建功能體外構建植入體內目前五頁\總數五十八頁\編于二十點2.組織工程的三要素假體支架種子細胞生長因子目前六頁\總數五十八頁\編于二十點1.種子細胞

種子細胞是組織工程研究的基礎，也是制約組織工程發展的瓶頸。

主要原因：

許多組織細胞（如軟骨細胞、內皮細胞）的供體來源和擴增能力均非常有限，無法通過取少量組織體外擴增細胞來構建大塊組織，很難實現“小損傷修復大缺損”的組織工程基本設想。

干細胞來源廣，增殖力強，又能定向誘導分化為多種目的細胞并形成相應組織，因此，應用干細胞能夠實現“小損傷修復大缺損”的基本設想，這為解決組織工程種子細胞問題提供了良好機遇。目前七頁\總數五十八頁\編于二十點

種子細胞包括組織細胞和干細胞，組織細胞包括：

種子細胞來源

（1）病人的自體細胞；最佳的細胞來源是病人的自體細胞，將其進行體外一定數量的擴增后用于組織工程研究。由于自體細胞具有體內移植后不引起免疫排斥反應等優點，因此受到研究人員的廣泛青睞，是目前組織工程研究中應用最為廣泛的一種細胞來源。盡管如此，自體細胞作為種子細胞來源也存在明顯局限性，如自體細胞來源有限，在體外難以大量擴增，并且存在去分化現象等。

（2）動物的異種細胞

目前八頁\總數五十八頁\編于二十點干細胞人胚胎干細胞和組織干細胞的研究進展為從根本上解決制約組織工程的細胞問題提供了可能。到目前為止,將胚胎干細胞分化而來的定向細胞用于治療的實驗已有報道,如將由胚胎干細胞衍化而來的少突神經膠質細胞移植到骨髓鞘缺陷型(ｍｙｅｌｉｎ-ｄｅｆｉｃｉｅｎｔＭＤ)大鼠胚胎的大腦腦室中,這些細胞會廣泛分布,并形成髓鞘環繞在宿主的神經軸突周圍。髓鞘缺陷型大鼠是人類遺傳性髓鞘疾病的模型,進一步的工作便將衍化膠質細胞移植至動物模型的骨髓,發現髓鞘生長良好。這些實驗都為將來人類疾病的攻克奠定基礎。目前九頁\總數五十八頁\編于二十點干細胞按來源來分：（1）胚胎干細胞（embryonicstemcells，ES）

胚胎干細胞的分化和增殖構成動物發育的基礎，即由單個受精卵發育成為具有各種組織器官的個體；

（2）成體干細胞（Adultstemcells

）成體干細胞的進一步分化是成年動物體內組織和器官修復再生的基礎。

目前十頁\總數五十八頁\編于二十點種子細胞的分離和培養目前十一頁\總數五十八頁\編于二十點為支架材料提供生命源泉、并能形成組織的功能細胞稱為種子細胞。依據其來源可分為自體、同種異體和異種細胞。自體細胞可由活檢或穿刺所得到的組織進行分離培養,獲得所需要的功能細胞;同種異體細胞主要來自胚胎、新生兒和成體組織;異種細胞主要來自于豬、牛等動物。其中干細胞研究最為突出。種子細胞的作用目前十二頁\總數五十八頁\編于二十點2.支架1）定義

能與組織活體細胞結合并能植入生物體的三維結構體2）支架材料最基本的特征與活體細胞直接結合：羥基磷灰石（HAP）、聚乳酸（PLA）、聚羥基乙酸（PGA）網、尼龍網與生物系統結合：植入生物體的組織工程化軟骨、骨、肌腱、牙、肺、肝、腎等組織與機體的結合具備細胞相容性和組織相容性（統稱生物相容性）目前十三頁\總數五十八頁\編于二十點3）支架材料材料：鈣磷材料、多聚物（合成的和自然的）要求：微孔結構、化學組成、可降解、力學性能作用：在結構上加強缺損部位的強度；阻礙周圍組織長入；作為體外接種的細胞在體內擴增和增殖的支架；利用與細胞整合素以及受體的相互作用，作為一種可溶的細胞功能調節因子；作為細胞、生長因子和基因的生物載體。目前十四頁\總數五十八頁\編于二十點細胞支架材料(多孔磷酸三鈣生物陶瓷材料)目前十五頁\總數五十八頁\編于二十點3.生長因子1）定義

在細胞間傳遞信息并對細胞生長具有調節功能的一些多肽類物質，它可以促進或者抑制細胞的增殖、分化、遷移和基因的表達。2）分類

按受體的結構分類，成纖細胞生長因子（FGF）、表皮細胞生長因子（EGF）和肝細胞生長因子（HGF）等3）將生長因子用于組織工程技術中時，有兩種不同的方式：生長因子直接復合到支架上或者在支架構建之后再與其符合；在支架上同時移植能分泌生長因子的細胞。目前十六頁\總數五十八頁\編于二十點3.組織工程研究方法1）研究的核心內容：合適的種子細胞來源、可供細胞粘附生長的生物支架或細胞外基質、用于促進組織再生長因子和組織的相容性等問題。2）利用組織工程方法生成活體替代組織或器官常可使用三種策略，可根據目標組織或器官而定。細胞分離體外培養擴增種植到多孔支架植入缺損部位生物活性肽多孔支架策略2策略1微結構策略3生物過程目前十七頁\總數五十八頁\編于二十點4.組織工程相關生物材料組織工程相關的生物生物材料主要有兩種：天然的材料：膠原合成聚合物：開始于20世紀80年代中期優點：1）生物相容性2）可復制性3）可生物降解4）通過與多聚物結構一體化來連續地輸送營養和激素目前十八頁\總數五十八頁\編于二十點材料典型應用聚二甲基硅氧烷，硅彈性體（PDMS）導尿管心臟瓣膜膜式氧合器、藥物釋放載體腦積水分流管乳房、陰莖和睪丸假體聚氨酯（PEU）導尿管心臟起搏器人工心臟和心室輔助裝置聚四氟乙烯（PTFE）心臟瓣膜人造血管面部植入物膜式氧合器腦積水分流管導尿管和縫合線表

可用于組織工程的聚合物材料目前十九頁\總數五十八頁\編于二十點聚乙烯（PU）關節置換假體導尿管聚砜（PSu）心臟瓣膜陰莖假體聚甲基丙烯酸甲酯（pMMA）義齒人工晶狀體骨折固定用骨水泥聚甲基丙烯酸羥乙酯（pHEMA）導尿管角膜接觸鏡聚丙烯腈（PAN）透析膜聚酰胺透析膜縫合線聚丙烯（PP）縫合線血漿分離膜聚氯乙烯（PVC）血袋血漿分離膜目前二十頁\總數五十八頁\編于二十點乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）藥物釋放載體聚乳酸、聚羥基乙酸、聚乳酸-羥基乙酸（PLA、PGA、PLGA）縫合線藥物釋放載體縫合線藥物釋放載體聚苯乙烯（PS）組織培養瓶聚乙烯吡咯烷酮（PVP）血液代用品聚對苯二甲酸乙二酯（PET）人工心臟人造血管羥基磷灰石骨修復膠原人工皮膚目前二十一頁\總數五十八頁\編于二十點

各種各樣的可生物降解材料已用作組織支架，包括陶瓷和多聚物。

陶瓷主要用于骨組織工程，再次運用了羥基磷灰石多孔配方以承載來源于骨膜或骨髓的骨祖細胞。

多聚物支架的典型形式：纖維網、多孔海綿或泡沫、或是水合凝膠。在纖維網和泡沫中更常使用的多聚物包括線形聚酯，例如，聚乙酸（PGA）、聚乳酸（PLA）和聚已內酯（PCL）；聚乙二醇（PEG）以及天然聚合物如膠原和透明質酸（HA）。目前二十二頁\總數五十八頁\編于二十點組織工程的臨床應用1、細胞移植2、損傷修復：3．成形外科的應用：小耳畸形修復、面部重建、鼻造形、面部整容、氣管缺損修復。5.組織工程的應用及展望目前二十三頁\總數五十八頁\編于二十點損傷修復目前二十四頁\總數五十八頁\編于二十點

組織工程的提出和建立雖然只有10多年的時間,但已在國際上得到迅猛發展。在美國,組織工程研究開展最早,進展較快。在80年代,美國首先由國家科學基金組織資助建立了一系列組織工程實驗室。1995年籌建組織工程學會,并出版了正式刊物“組織工程學”。美國集中了相當數量的研究機構(包括ＮＡＳＡ,ＤＯＥ,ＮＩＨ)、大學(包括ＭＩＴ,ＨＭＳ,ＧＩＴ,ＵＣＳＤ等)、公司(如Ｓａｎｄｏｚ,Ｏｒｇａｎｏｇｅｎｅｓｉｓ,ＡｄｖａｎｃｅｄＴｉｓｓｕｅ等)。發展---國外目前二十五頁\總數五十八頁\編于二十點在美國,目前已經形成價值60億美元的產業,并以每年25%的速度遞增。培育的骨骼、軟骨、血管、皮膚以及神經組織正在進行體內實驗。再造的肝臟、胰臟、乳房、心臟、手指、角膜等正在實驗室里生長成形。其中一種名為Ａｐｌｉｇｒａｆ的組織工程化皮膚產品已經實現商品化,正式進入臨床應用。軟骨組織工程產品已進入臨床實驗,在幾年內就可應用于臨床,臨時的助肝裝置正在進行臨床實驗,組織工程化骨產品不久也將面世。德國、日本、加拿大、奧地利、瑞士和英國等也開展了與組織工程相關的研究工作。發展---國外目前二十六頁\總數五十八頁\編于二十點在我國,組織工程學研究雖然起步較晚,但近幾年國家對組織工程研究給予了高度重視,并逐步加大研究經費的投入,我國青年學者曹誼林博士在Ｖａｃａｎｔｉ的實驗室中,于1996年在世界上第一個成功地在裸鼠身上培養制成了人形耳廓軟骨支架。目前,國內已見到有關軟骨、肌腱、血管、皮膚和神經等組織以及微囊化胰島細胞、肝細胞等研究報道。這些研究目前均處于實驗研究階段,要形成產品用于臨床尚需時日。發展----國內目前二十七頁\總數五十八頁\編于二十點5.組織工程的應用及展望組織工程存在的問題：目前對組織工程化組織的科學本質還缺乏深刻的認識。對影響組織形成主要相關因素的作用機制缺乏深入的了解。具有復雜功能器官的構建研究才剛剛起步。目前二十八頁\總數五十八頁\編于二十點組織工程化皮膚皮膚是人體最大的器官，其主要起屏障作用，以隔離外部環境，其重要功能包括體液平衡、體溫調節、免疫監視和自我傷口愈合等。皮膚損傷主要是熱損傷，僅在美國每年大約就有250萬人燒傷，其他原因包括慢性潰瘍、創傷、皮膚腫瘤切除或其他皮膚疾病。傳統的修復方法有：自體植皮、同種異體植皮、異種植皮和人工合成代用品的應用。但存在供區不足、免疫排斥及傳播疾病等缺點。目前二十九頁\總數五十八頁\編于二十點機能功能單元免疫監視郎格罕氏細胞及其他細胞防止機械或電損傷膠原纖維、彈性纖維和角蛋白纖維維持身體各部分形狀膠原纖維調節體溫汗腺、血管自我傷口愈合炎癥細胞及相關組織細胞分泌排泄組織巨噬細胞合成生長因子、維生素等細胞表10-1皮膚的生理機能目前三十頁\總數五十八頁\編于二十點傷口修復是一個可溶性遞質、血管成分形成、細胞外基質和基質細胞互相影響和協調的協同過程。傷口處理主要是盡快封閉傷口，形成功能性和具有一定美觀性的瘢痕。目前，一種生長因子和幾種皮膚替代物已經投放市場，作為治療難愈性潰瘍的二線選擇。目前三十一頁\總數五十八頁\編于二十點創傷愈合過程組織對創面的即刻反應是形成血凝塊，阻止進一步出血；同時還會釋放一些炎癥細胞因子，這些細胞因子可以調節該區域的血流量，并吸引淋巴細胞和巨噬細胞來對抗感染；后期刺激血管形成和膠原沉積。創面愈合過程包括了很多組織因子和成分的相互作用。慢性創面愈合能力較差主要是由于因子之間的不平衡造成的，并不是缺乏任何一個特殊因子所致。表皮和真皮的反應由真皮成纖維細胞和表皮的角質形成細胞通過自分泌和旁分泌以及炎癥細胞因子來調控，這些因子調控著角質和形成細胞的生長和分化、前炎癥反應、血管增生和細胞外基質的沉積。目前三十二頁\總數五十八頁\編于二十點組織工程皮膚組織工程皮膚:由活性細胞接種在支架材料上形成的組織工程化皮膚，有真皮層或同時具有真皮層和表皮層，因此是一種活性生物敷料。工程化皮膚結構需要復制的關鍵特性有：①一種具有恰當幫助真皮修復和支持表皮生長能力的真皮或者間質成分；②一層具有容易使創面達到生物覆蓋能力表皮；③一層可以使屏障特性快速重建的表皮；④一個準許免疫系統、神經系統和血管系統生長的環境；⑤一種能在結構和附加功能（例如降低長期瘢痕形成和色素重建）方面正常化的組織。目前三十三頁\總數五十八頁\編于二十點1.表皮替代物和支持基質重建表皮的方法:細胞懸液→全層皮膚替代物。例如：聚硅氧烷膜、活的表皮角質形成細胞1975年，Rheiwald和Green等以3T3細胞作為滋養層采用共培養的方法培養出人類表皮角朊細胞獲得成功。1981年，O’Connor等首次應用CEA法在體外培養出適于移植的人自體表皮細胞膜片，表皮細胞膜片附著良好。盡管CEA技術是大面積燒傷治療的一大進步，但單純CEA移植技術存在一些缺點：如耗時長；細胞膜片菲薄易碎，難以操作；移植到創面后，接受率低，極易造成移植物脫失；即使在上皮化后，新生表皮不耐摩擦，容易發生水泡，造成殘余創面。目前三十四頁\總數五十八頁\編于二十點2.真皮替代物和支架材料真皮替代物的研究是隨著CEA的發展而不斷引起人們的關注的。研究進展：人尸體皮膚（發生免疫排斥反應、引發潛在感染的可能、移植物的來源以及原料質量的差異性）→去細胞的真皮乳頭層深（部真皮和更表淺得乳頭層真皮在結構上存在不同）→較深層的網狀真皮組織工程已經研究了通過使用支架和活細胞來引起肉芽組織形成的可能性。1980年，Yannas和Burke制成一種人工真皮替代物，網狀皮片的獲得率也提高到85%～95%。IntegraArtificialSkin、Biobrane、Dermagraft、Dermagraft-TC等人工真皮相繼產生。目前三十五頁\總數五十八頁\編于二十點3.復合人工皮膚

復合人工皮膚:用組織工程方法對所取小量皮膚組織進行消化、分離、表皮細胞、成纖維細胞分別培養和擴增、達到一定細胞數量后重組成全層皮膚組織（包括表皮層及結締組織）。組織工程皮膚包括兩種活的細胞成分：位于表層的表皮細胞和位于真皮層的成纖維細胞，不僅具有正常皮膚的部分功能，種植后不易變形，而且具有良好的修復皮膚創傷的作用。Apligraft(又稱作Graftskin)是第一種商品化的既含有表皮層又含有真皮層的組織工程化皮膚，這種由Organogenesis公司注冊生產的產品已在加拿大和美國獲準用于臨床治療靜脈性潰瘍。目前三十六頁\總數五十八頁\編于二十點組織工程皮膚的臨床應用組織工程皮膚是美國FDA批準最早用于臨床的產品。第一代產品為單層上皮細胞移植，雖然愈合較快，但瘢痕較多，且易發生瘢痕攣縮。第二代產品則研制成功了真皮層，成為具有雙層結構的新一代產品，其臨床效果也得到明顯改善。其代表產品有Dermagraft-TM，Dermagraft-TC和Apligraff（TM）。目前三十七頁\總數五十八頁\編于二十點我國伍津津教授領導的組織工程實驗室于1992年開始人工皮膚研究，建立了毛囊器官型培養模型、活性皮膚替代物的培養模型及動物移植模型，研制出殼多糖的凝膠制備方法。夏照帆教授牽頭進行“皮膚替代物的研制及臨床應用”課題研究，他們所建立的體外構建含表皮細胞層的活性復合皮，已經通過動物實驗，并成功在臨床上進行了試用。臨床觀察結果顯示，所制備的真皮支架和復合皮可以促進創面愈合，縮短愈合時間，減輕瘢痕增生，改善創面外觀。目前三十八頁\總數五十八頁\編于二十點展望用組織工程皮膚移植物作為常規手段治療皮膚創面已經變為現實，有著極其巨大的社會和商業價值以及廣闊的研究和臨床應用前景。現有的幾種組織工程化皮膚雖然在治療燒傷及慢性潰瘍上取得了長足進步，但對組織工程皮膚的研究著重于對表皮和真皮的研究，對毛囊和皮脂腺的研究相對較少。目前三十九頁\總數五十八頁\編于二十點骨組織工程在美國每年有100萬人接受相關治療。現行的骨修復技術包括自體和異體骨移植技術，但由于數量和價格的限制，大多數人得不到應有的治療。右表列出了美國骨移植的狀況。美國年骨折發生量/人6,200,000美國年骨移植量/人500,000自體移植量/人350,000異體移植量/人150,000平均移植費用/$5,000總醫療費用/$2,500,000,000目前四十頁\總數五十八頁\編于二十點骨組織的解剖生理學骨是一種結締組織，是由特殊的細胞和蛋白纖維混合于水，無機鹽和碳水化合物所形成的膠凍狀的基質中而構成。骨組織并不是完全僵硬不變的，骨在生長過程中和損傷以后，會不斷地分解和再建，重塑其形狀并使之勻稱。無機鹽約占骨組織質量的65%；有機物約占35%，主要由骨膠原纖維和粘多糖蛋白組成，它使骨有韌性和一定的彈性；無機物主要有磷酸鈣和碳酸鈣。目前四十一頁\總數五十八頁\編于二十點骨主要由3部分構成：骨膜骨質骨髓右圖是長骨的結構示意圖。松質骨骨膜骨密質骨髓目前四十二頁\總數五十八頁\編于二十點1）骨膜由致密結締組織構成，含有豐富的血管、神經、淋巴管和大量的成骨細胞。對骨有營養和保護作用，在骨損傷后修復和骨生長發育過程中也具有重要作用。2）松質骨位于骨的深部，由許多骨小梁構成。骨小梁呈針狀或不規則的細桿狀，均由若干層骨板平行排列而成。扁骨的板障、長骨骨骺的大部分和骨干內表面的一小部分都是由松質骨構成。3）密質骨分布于長骨骨干和骨骺的外側部分。由規則排列的骨板及分布于骨板內、骨板間的骨細胞構成。有以下4種骨板：①外環骨板：位于骨干表面；②內環骨板：位于骨髓腔面；③骨單位：又稱哈佛系統，位于內、外環骨板之間；④間骨板：位于骨單位之間。目前四十三頁\總數五十八頁\編于二十點骨細胞存在于骨板中或骨板間呈橢圓形的骨陷窩中，骨陷窩的結構是扁的并沿著骨板層平行排列。成骨細胞在骨生長時蓋在新形成的骨基質的表面，起到使骨基質沉積的作用，而且可使有機磷化物分離出的磷酸根離子發生鈣化。其胞體較大，呈柱狀或橢圓形，分布在骨質的表面。破骨細胞由多核巨細胞組成，直徑100μm，含有2～50個核，主要分布在骨質表面、骨內血管通道周圍。破骨細胞的數量較少，胞漿嗜堿性但隨著細胞的老化，漸變為嗜酸性。目前四十四頁\總數五十八頁\編于二十點圖為成骨細胞、骨細胞、破骨細胞結構模式圖目前四十五頁\總數五十八頁\編于二十點骨組織沒有再生能力，它的再生主要依據骨膜。當骨受傷時，骨膜內層細胞肉芽組織結締組織纖維軟骨松質骨密質骨目前四十六頁\總數五十八頁\編于二十點骨組織工程定義：一門應用工程學和生命科學的原理和方法，以載體結合被分離細胞，并能在宿主體內降解釋放細胞,形成新的有功能組織的科學。基本方法：取少量自體組織，在體外分離、培養細胞，將一定量的培養細胞種植到具有一定空間結構的三維支架上，再將此細胞-支架復合物植入體內或在體外繼續培養，通過細胞的生長繁殖、相互粘附、分泌細胞外基質，形成具有一定結構和功能的組織和器官。目前骨組織工程的研究主要包括：①種子細胞的體外培養；②細胞種植基質材料的研究開發；③組織培養中各種因子的調控作用目前四十七頁\總數五十八頁\編于二十點1）種子細胞來源：皮質骨、松質骨、骨膜、骨髓、骨外組織以及胚胎干細胞。皮質骨、松質骨、骨膜來源的成骨細胞能表達成骨細胞表型且骨膜中含有較多的骨原細胞,而骨原細胞具有分化潛能，可以分化為成骨細胞。但它們的成骨細胞存在較多的缺陷,如取材困難、來源有限、擴增能力有限及免疫排斥等。胚胎干細胞具有分化為三個胚層的能力，體外培養后可分化為腸上皮細胞(內胚層)、軟骨、骨、平滑肌、橫紋肌(中胚層)及神經細胞(外胚層)等,可以大量擴增和定向誘導為具體干細胞，但是存在免疫排斥較強的缺陷。目前四十八頁\總數五十八頁\編于二十點2）細胞種植基質作用：種子細胞提供了粘附、增殖、分化的空間結構和生長模板引導組織再生,控制組織或器官的性狀。分類方法：以結構分：封閉式和開放式;以形態分：纖維狀、海綿狀、凝膠狀等；以來源分：天然生物材料和人工合成生物材料。天然生物材料主要有膠原、脫鈣骨基質及經物理化學高溫處理的動物骨、纖維蛋白、硫酸軟骨素、殼聚糖、藻酸鹽幾丁質等。人工合成生物材料可以分為人工合成無機材料和人工合成可降解有機高分子材料。目前四十九頁\總數五十八頁\編于二十點理想的支架材料具有的特征：三維多孔的連接網絡，有利于細胞生長、養分傳輸和代謝產物的排放；生物相容性和可降解性好，降解速度和吸收速度可以調控，以適應細胞或組織在體內體外的生長；化學表面適合細胞的粘附、增殖和分化；機械性能與所植入組織的要求相匹配。仿生學材料就是近年發展的趨勢，RGD序列或基因與支架整合后可提高細胞的粘附與增生。目前五十頁\總數五十八頁\編于二十點3）生長因子作用：具有誘導和刺激細胞增殖，維持細胞存活等生物效應的蛋白類物質；促進細胞增殖，組織或血管的修復和再生。在骨創傷早期，生長因子主要啟動成骨細胞活性，促進成骨，后期作用逐漸減弱，但也參與骨的生長調節。髓基質中含有多種生長因子：骨形態發生蛋白(BMP)、轉化生長因子β、酸性成纖維生長因子、類胰島素生長因子Ⅰ和Ⅱ、血管內皮細胞生長因子、腫瘤壞死因子和白細胞介素-1等。目前五十一頁\總數五十八頁\編于二十點BMP由Urist于1965年發現并提出，是目前已知最有效的促骨生長因子.能誘導間充質細胞分化為成骨細胞和骨細胞，促進鈣化作用，產生鈣化的骨基質.它有很多種克隆，其中以BMP-2誘導骨化活性最強。許多學者利用基因工程將生長因子基因轉入骨髓基質細胞，使細胞增殖同時表達定向分化所需要生長因子，通過自體分泌的方法來調節細胞增殖