关节退行性疾病对50岁以上人群是仅次于心血管疾病的第二号杀手。由于关节软骨自行修复能力较差,其他治疗手段如自体移植、异体移植具有供体不足,免疫排斥等限制,组织工程支架特别是可以模拟细胞外基质的支架可以为解决关节软骨修复提供解决思路。三维蛋白质基超细纤维结构的组织工程支架因可以模拟细胞外基质的物理结构和化学组成引起了广泛的研究兴趣。软骨支架需要满足既可以模拟天然细胞外基质的内部结构同时具备足够机械性能的条件。目前,制备三维超细纤维支架的技术主要有静电纺和相分离技术。超细纤维因其本身特性,决定了其支架的力学性能不足。为了提高支架用于软骨修复的可能性,本研究拟采用三维织物与超细纤维进行复合,并通过柠檬酸高温交联提高超细纤维与三维织物的复合牢度。静电纺丝技术只可以将超细纤维喷射在织物表面,无法在织物内部形成三维网络结构。超低浓度相分离技术是新研发的一种可以制备三维随机分布的超细纤维结构支架的技术,可以将三维织物放入聚合物溶液中,通过相分离方法在三维织物内部形成三维网络分布的超细纤维结构复合支架。本课题首先通过超低浓度相分离方法开发三维超细纤维支架。以明胶材料为研究样本,研究聚合物浓度参数对明胶相分离支架形态的影响,测试不同形态的明胶相分离支架的结构和性能。然后通过超细纤维支架与三维织物进行复合,探索超细纤维与三维织物复合支架的结构和性能,测试在不同聚合物溶液浓度下的复合情况,揭示复合支架在软骨修复方面的应用潜力。围绕以上研究,本论文主要得出以下结论:(1)超低浓度相分离方法制备得到不同形态的明胶相分离支架,采用扫描电镜(SEM)观察支架形态、纤维直径、支架孔径、抗压缩模量、水稳定性测试、细胞渗透性测试系统对不同形态的明胶相分离支架进行系统表征。结果表明聚合物初始浓度对支架形态具有关键作用,通过调节聚合物溶液的浓度,可以得到超细纤维结构、超细纤维/片状体混合以及海绵体等形态的支架。支架的降解行为受支架形态影响,越细越疏松的支架降解速度越快。细胞可以渗透进入具有更好结构稳定性,更疏松多孔的支架内部。(2)使用相分离方法将不同聚合物浓度下制备的明胶支架与三维织物进行复合,并通过研究扫描电镜(SEM),水稳定测试后形态变化,抗压缩模量,生物相容性,H&E切片染色,细胞渗透性等对复合支架进行系统表征。研究表明,超细纤维可以填充在三维织物内部,进行良好复合,经过水稳定测试后,复合支架内部仍有超细纤维存在,聚合物浓度为0.05wt.%,0.1wt.%,0.5wt.%复合支架的抗压缩模量可达到0.7k Pa,8.5k Pa,16.7k Pa。同时复合支架具备良好的细胞相容性,以及细胞渗透性良好的特点,可以促进软骨细胞在支架上生长和增殖。由于该方法制备工艺简单,制备的支架可以满足生物相容性好,可降解,以及支架力学性能的要求。因此,超细纤维结构的复合支架具有良好的应用潜力,将在医学领域做出贡献。