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为探究 Masquelet 诱导膜技术（MIMT）术后骨缺损环境，研究人员对比 MIMT 与单步非 Masquelet 常规手术（NMCS）诱导的基质组织。发现 MIMT 基质组织中 CXCL3、RANKL、BMP-2/7 表达更高，促 osteoblast 分化能力更强，混合骨移植后新骨形成更多，揭示 MIMT 促骨再生机制。
骨组织再生领域长期面临大段骨缺损修复的难题，传统单步手术（如非 Masquelet 常规手术，NMCS）因术后炎症肉芽组织侵入常导致骨不连或假关节形成，而 Masquelet 诱导膜技术（MIMT）作为全球治疗大段骨缺损的标准术式，其核心在于通过聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥间隔物诱导形成纤维膜，但该膜如何营造利于骨再生的微环境一直未被系统揭示。此前研究虽发现诱导膜含干细胞、血管内皮细胞及多种细胞因子（如血管内皮生长因子、骨形态发生蛋白 BMPs 等），但缺乏对膜内骨代谢相关间充质基质细胞（MSCs）的直接对比研究，且诱导膜是否通过调控 MSCs 促进骨再生尚不明确。
为解决这一科学问题，日本顺天堂大学等机构的研究人员开展了一项对比研究，相关成果发表于《Scientific Reports》。研究通过构建大鼠 MIMT 和 NMCS 模型，分析诱导膜包裹的骨缺损内多孔羟基磷灰石颗粒周围基质组织的生物学特性，旨在阐明 MIMT 促进骨再生的关键机制。
研究主要采用以下技术方法：
- 动物模型构建：制备 5mm 股骨临界骨缺损模型，MIMT 组分两步手术（一期植入 PMMA 间隔物诱导膜形成，二期植入羟基磷灰石颗粒），NMCS 组一期直接植入颗粒。
- 组织学分析：通过苏木精 - 伊红（HE）染色、抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）染色观察细胞形态，量化破骨细胞及异物巨细胞。
- 分子生物学检测：利用抗体细胞因子芯片筛选差异表达因子，结合实时定量 PCR（qRT-PCR）验证 CXCL3、RANKL、BMP-2、BMP-7 等基因表达。
- 体外共培养实验：将基质组织与成骨前体细胞 / 破骨前体细胞共培养，通过碱性磷酸酶（ALP）活性及 TRAP 阳性细胞数评估成骨 / 破骨诱导能力。
- 骨愈合评估：植入羟基磷灰石与自体骨混合移植物，通过组织形态计量学分析新骨体积及骨桥接情况。
研究结果
1. 诱导膜营造的微环境促进破骨细胞生成
术后 4 周组织染色显示，MIMT 组破骨细胞（TRAP 阳性多核细胞）数量显著高于 NMCS 组，而异物巨细胞数量无差异。破骨细胞主要分布于骨断端及诱导膜下方，提示 MIMT 可能通过增强破骨活动调控骨代谢。
2. MIMT 基质组织高表达骨代谢相关细胞因子
细胞因子芯片筛选发现，MIMT 组基质组织中 CXCL3、CXCL5 等趋化因子表达上调。qRT-PCR 验证显示，MIMT 组 CXCL3、核因子 κB 受体活化因子配体（RANKL）、BMP-2 及 BMP-7 的 mRNA 水平在术后 4 周显著高于 NMCS 组，其中 RANKL 与 BMPs 的高表达提示其同时促进破骨和成骨过程。
3. MIMT 基质组织显著增强成骨分化能力
体外共培养实验表明，与 MIMT 来源基质组织共培养的成骨前体细胞，其 ALP 活性显著高于 NMCS 组及对照组，证实 MIMT 微环境可有效刺激成骨细胞分化。而两组对破骨前体细胞的诱导能力无显著差异，可能与细胞因子表达水平未达功能阈值有关。
4. MIMT 联合自体骨移植显著促进骨愈合
植入羟基磷灰石与自体骨（50% 体积比）混合物 8 周后，MIMT 组新骨体积（BV/TV）显著大于 NMCS 组，且 3/4 样本实现骨断端桥接，而 NMCS 组无桥接案例，表明诱导膜营造的微环境为自体骨移植提供了理想的成骨条件。
研究结论与意义
本研究首次系统对比了 MIMT 与 NMCS 诱导的基质组织特性，发现 MIMT 通过诱导高表达 CXCL3、RANKL、BMP-2/7 的间充质基质细胞，同时增强成骨分化与骨代谢活动，从而显著促进骨再生。这一机制揭示了诱导膜不仅是物理屏障，更通过调控 MSCs 构建利于骨修复的微环境。研究结果为优化 MIMT 临床应用（如确定最佳二期手术时机、开发新型生物材料替代 PMMA 间隔物）提供了理论依据，并为大段骨缺损修复的分子靶点（如 CXCL3/CXCR2 轴、RANKL/OPG 通路）研究奠定了基础。未来进一步探究诱导膜细胞来源（如是否源自骨断端骨髓或膜本身干细胞）及关键因子动态表达，将有助于提升该技术的临床疗效，推动骨再生医学的发展。
