王 信，黄 蓉，肖 殷

    (1.遵义医科大学附属医院 骨科，贵州 遵义 563099，中国；2.美国杜克大学 骨科研究中心，北卡罗来纳州 达勒姆市，27701，美国；3.昆士兰科技大学 骨组织工程研究中心，昆士兰 布里斯班，4059，澳大利亚)

    骨形成过程中会伴随多种细胞的作用(如成骨细胞、血管内皮细胞、免疫细胞等)，其中成骨细胞是骨形成的主要细胞，破骨细胞刺激骨的吸收，内皮细胞负责血管的形成(新生血管的长入积极促进成骨)。虽然每种细胞都在骨形成中发挥独立作用，但免疫系统强的旁分泌作用会影响到上述所有细胞，免疫系统与骨骼系统之间的串扰形成了新的研究方向，即骨免疫学[1]。在过去的几十年里，研究者们发现生物材料能引起巨噬细胞发生极化效应，且极化后的巨噬细胞会进而影响到后序的骨形成，因此，本文重点关注巨噬细胞诱导的骨免疫调控作用及机制。随着各种生物材料在骨组织工程学中的大量运用，材料界面和细胞之间的各种生物活动也成为了热点研究领域。而在生物材料-免疫系统的交叉反应中，研究发现材料的化学物理特性也可以在损伤部位引发炎症反应，炎症反应又会对骨形成产生积极(骨折早期炎症阶段释放细胞因子促进成骨细胞生成等)或消极(白介素1、TNF-α促进破骨细胞生成等)的影响。因此，详细讨论了如何利用生物材料调节免疫系统来控制骨形成中各种事件，如成骨细胞产生和破骨细胞的发生。旨在更好地理解生物材料与骨免疫系统的关系，避免产生不良的炎症反应及破骨细胞形成的刺激。

    1 生物材料与骨免疫

    1.1 生物材料植入引起免疫反应 过去认为作为骨替代物的生物材料是可以触发宿主免疫的异物，故设计材料时都在通过制造惰性材料来最小化免疫反应[3]。然而近几年骨免疫学的提出，拓展了生物材料的应用范围。研究发现生物材料的特性(如外形、粗糙度、孔隙率、孔隙大小、亲水性、表面电荷等)都可以对免疫反应产生影响，从而干扰骨骼系统[4]。因此，目前的骨组织工程方法更加侧重于生物材料的表面特性，它可以在骨组织再生过程中调节各种反应的发生发展(如免疫反应、凝血反应、炎症反应等)。生物材料表面合理设计的目的是为了更好地发挥其生物相容性，以致和宿主骨组织能更好地结合在一起[4]。

    生物材料植入会引发宿主的反应，包括蛋白质的吸附、免疫细胞的招募以及细胞因子的分泌[5]。材料植入后，蛋白质和补体因子会迅速吸附到材料表面，形成富含细胞因子和金属蛋白酶(MMP)的血凝块 ......