机械应力、应变在骨的重塑中起着重要的作用，它影响成骨细胞的活性及分化已为人们所熟知，然而，机械应力、应变如何诱导细胞内的反应，从而控制成骨细胞的分化并维持其表型尚未完全搞清。四点弯曲加载装置可通过对细胞基底施加应变而使细胞受到拉伸刺激，因此在我们的研究中，运用该装置对鼠成骨细胞施加生理范围内的不同应变，观察成骨细胞在应变作用下，随着时间变化的反应过程。结果表明，两种应变条件下均促进了细胞的增殖，随着加载时间的增加，碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)的活性呈现出一种先升高，后降低，再又逐渐恢复正常的过程；而Ⅰ型胶原的表达则呈现一种先增后降的过程。结合实验结果，可认为1000με及2000με下加载6-12h，促进了细胞分化，有利于骨的形成；而加载12-24h则抑制了细胞分化，不利于骨的形成。同时，在实验中发现，立即早期基因c-fos也出现了短暂的变化，以上结果表明了机械应变在分子和细胞水平影响着成骨细胞的活性。虽然大量的实验表明，机械应力、应变能影响成骨细胞的活性及分化，从而调控骨的生成与重建。然而，这些已有的研究结果只是从某一侧面对应力、应变作用下成骨细胞的反应及骨的改建与重塑进行了探索，可还是难以解释其中复杂的生理学现象。蛋白质组学是后基因组时代的一个新兴领域，其理论和技术的发展为研究应力、应变作用下成骨细胞功能状态的改变提供了新的方法。本实验采用双向凝胶电泳技术和计算机辅助的图像分析技术，对应变作用下成骨细胞与未加载成骨细胞蛋白质进行分离和比较分析。结果显示，未加载的成骨细胞可分离512±11个蛋白点，加载后的成骨细胞可分离533±14个蛋白点。有9种蛋白质在应变作用下发生了明显和稳定的质和量的改变，其中2种在应变作用后降低，7种在应变作用后表达增高。这些差异表达的蛋白质可能在成骨细胞对应变的反应中起着重要的作用，对于信号转导的进一步研究也很有帮助。本文还探讨了通过成骨细胞三维培养，在体外构建组织工程化骨的可行性。运用骨片组织培养法，分离培养Wistar大鼠乳鼠的成骨细胞，传至第三代后，与珊瑚-羟基磷灰石(CHA)形成成骨细胞-CHA复合物，然后在旋转式细胞培养系统(RCCS)中培养。通过茜素红(ARS)染色，MTT法及其他组织化学的方法来研究在RCCS中培养14天时力学环境对成骨细胞功能状态的影响及其三维培养的研究的成骨潜能。结果发现成骨细胞和C队支架材料有良好的生物相容性，在RCCS中，成骨细胞一CHA复合物培养至第14天时，CHA明显促进了细胞的增殖，ARS染色呈弱阳性反应，同时，ALP的分泌减少。这些结果表明CHA材料和RCCS可以为成骨细胞提供良好的生物学环境，三者联合运用有希望成为构建组织工程骨的理想方法。