骨膜为骨发育和生长提供了关键调控因子。目前组织工程策略证实了人工骨膜修复骨缺损的可行性,但却很少能实现骨膜的关键功能集成,这导致了骨修复的局限性。天然骨膜由高度定向的多层、交错胶原纤维束构成,其能够诱导成骨,为骨组织提供丰富的血管并隔离外周软组织。本论文基于仿生设计和工程原理构建工程骨膜（Tissue engineered periosteum,TEPO）,以实现天然骨膜中的关键功能。（1）基于生物活性离子和几何因子构建仿生TEPO。通过电流体纺丝技术将可降解生物陶瓷铜掺杂磷酸三钙（Copper dopped tricalcium phosphate,Cu-TCP）与生物可吸收高分子材料聚己内酯（Polycaprolactone,PCL）复合,以构建具有促成骨离子信号（Ca2+、PO43-）、成血管离子信号（Cu2+）和几何图案因子的纤维膜型TEPO。Cu-TCP掺入和机械拉伸联合影响纤维直径和排列。其中,Cu-TCP掺杂使该类型TEPO的表面润湿性提高,而机械拉伸使TEPO的表面润湿性呈现各向异性。同时,二者使得TEPO在纤维取向方向上力学性能（杨氏模量、屈服应力和极限应力）获得增强,而在取向垂直方向上没有显著下降。细胞实验结果表明TEPO具有良好的细胞相容性,并诱导类磷酸钙结节和基质样纤维的沉积。（2）基于生物活性离子和几何因子构建功能模块化TEPO以实现天然骨膜中多级结构。其中,利用电流体直写、纺丝与单轴拉伸法相结合制备高度取向PCL纤维,以呈递几何图案因子。在拉伸使纤维重新取向的过程中,拉伸温度、倍数、支撑层结构影响PCL纤维的形貌（纤维直径、取向率和表面孔隙率）,并在拉伸方向上具有力学增强,其杨氏模量达到19.2 MPa、屈服应力达到5.2 MPa、弹性应变达到27%、极限应力达到10.5 MPa。细胞实验结果表明,功能模块化TEPO具有良好的细胞相容性,能够快速建立类似天然骨膜作用的细胞、细胞骨架、及核线性排列。细胞形态变化可诱导成骨相关基因Colla1、RUNX2、ALP、OCN和OPN的表达上调,并促进类骨钙结节的形成。（3）基于生物活性药物、离子和几何因子构建功能集成TEPO。基于仿生原理和模块化设计制备TEPO,以集成天然骨膜的关键生物功能:成骨、成血管、保护屏障,并兼具抗菌、抗炎、抗纤维化作用。该TEPO呈现力学各向异性,并且降解稳定性显著提高。细胞实验结果表明,功能集成TEPO具有良好的细胞相容性和促进细胞增殖作用,能有效引导细胞及亚细胞器线性排列,进而增强矿化物沉积。