微环境对细胞的分化具有决定性的作用，通过对细胞生存微环境施加一定影响，可以控制干细胞向特定的方向分化。研究表明BMSC具有多分化潜能，在适当条件下可向多个组织细胞分化。细胞生长因子通过调节细胞增殖、分化过程并改变细胞产物的合成而作用于成骨过程，在骨组织工程中有广泛的应用前景。常用的生长因子有：碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、转化生长因子?β（TGF?β）、胰岛素样生长因子（IGF）、血小板衍化生长因子（PDGF）、骨形态发生蛋白（BMP）等。它们不仅可单独作用，相互之间也存在着密切的关系，可复合使用。

    有研究发现TGF?β能够抑制BMSC增殖，但能提高其ALP的表达，并能减少和延迟BMSC向脂肪细胞转化，从而提高BMSC的成骨效应。此外，TGF?β还是一种免疫调节因子，Lee［12］以腺病毒介导的TGF?β1基因转移至DC（树突状细胞），在小鼠趾蹼注射，可延长供体细胞在受体鼠体内的存活时间并提高存活数量，检测MLR（混合淋巴细胞反应）和CTL（细胞毒性T细胞）诱导，发现基因转移使免疫活化所需的共刺激信号下调。这种作用无疑可以提高移植细胞的存活率。TGF?β超家族另一重要成员就是骨形态发生蛋白。

    甲状旁腺激素（parathyroid hormone, PTH）对成骨的作用受到关注，它对骨转换具有双向调节作用；大剂量给药有促进骨吸收的作用；小剂量给药能促进成骨前体细胞分化为成骨细胞，发挥促进骨形成作用，国外已有临床应用的报道。