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背景:牵张成骨是一种通过缓慢、持续牵张诱导骨组织再生的外科技术,在治疗四肢大段骨缺损、骨髓炎及骨畸形时具有独特的优势。但该技术治疗周期长,严重影响患者生活质量并可导致并发症发生率升高。加速牵张成骨区新骨再生,缩短患者的治疗周期具有重要临床意义。内皮祖细胞(EPCs)是新生血管形成的重要参与者,EPCs来源的外泌体(EPC-Exos)同样具备刺激血管再生的能力。磁性介孔氧化硅纳米微粒(M-MSNs)是理想的药物运载体,并可能调控间充质干细胞(MSCs)成骨分化。EPC-Exos及M-MSNs促进牵张成骨区新骨再生的作用尚不清楚。目的:评估EPC-Exos及M-MSNs对大鼠胫骨牵张成骨区新骨再生的影响,并探讨其可能机制。方法:分离培养大鼠骨髓来源EPCs,超滤联合超速离心法提取EPC-Exos并通过透射电镜、western blot及TRPS检测进行鉴定,体外实验研究EPC-Exos对内皮细胞增殖、迁移及成管能力的影响和机制;合成M-MSNs并进行表征鉴定,体外实验研究其对MSCs存活、增殖和成骨分化的影响及机制;构建大鼠胫骨牵张成骨模型,借助X线、micro-CT、Microfil灌注扫描、生物力学、组织学和免疫组化检测等评估EPC-Exos及M-MSNs对延长区血管形成及新骨再生的影响。结果:(1)成功分离EPCs并提取EPC-Exos。EPC-Exos呈球形或杯口状,直径约50～150 nm,表达外泌体标志蛋白。体外实验证实EPC-Exos能显著促进内皮细胞增殖、迁移及成管能力,同时下调SPRED1并激活Raf/ERK信号通路。上述作用可被miR-126抑制剂消除;(2)M-MSNs具有良好的生物相容性,体外实验证实M-MSNs可明显提高MSCs成骨分化能力并激活Wnt信号通路;(3)动物实验,X线、micro-CT、生物力学、组织学和免疫组化检测结果综合显示EPC-Exos及M-MSNs均可明显促进延长区新骨形成。结论:(1)EPC-Exos能够显著刺激大鼠胫骨牵张成骨延长区新生血管形成并促进新骨再生;(2)EPC-Exos可能通过转移miR-126,激活Raf/ERK信号通路促进血管再生;(3)M-MSNs可明显增强MSCs的成骨分化能力,加速延长区新骨再生;(4)M-MSNs可能通过激活Wnt信号通路促进MSCs成骨分化及延长区骨再生。