组织工程支架是组织工程学的一个重要分支，它能够暂时性或永久性地替代人体受损组织或器官，并为组织的修复再生提供一定的结构支撑。理想的组织工程支架需要具备与目标组织周围环境相匹配的力学性能、适当的多孔结构及优异的表面性能等。截至目前，如何制备与人体不同组织性能相匹配的理想支架仍是组织工程研究中的重点和难点。基于理想组织工程支架性能要求，静电纺丝法作为一种纤维成型方法成为了极具潜力的仿生细胞外基质的支架制备工艺。　　本文沿着优化纤维结构、提升支架性能的思路，研究了纤维表面拓扑结构的构建及其细胞相容性、纤维表面化学修饰及功能化、纤维束取向性及支架力学性能对细胞行为的影响、支架力学性能的优化及其生物相容性等。本文的主要工作及创新点如下:　　1 纤维表面拓扑结构的构建及其生物相容性。大多数支架在制备过程中都忽略了纤维表面次级结构的构建，而这些表面纳米拓扑结构是影响细胞行为不可忽略的关键因素，也是更好地仿生胶原蛋白纤维的关键。此部分系统性地研究了具有不同表面拓扑结构的纤维支架的生物相容性。基于聚己内酯，采用静电纺丝法制备了三种具有不同表面拓扑结构的纤维支架，即光滑表面纤维、表面上具有纳米孔状结构的纤维和类串晶结构纤维。结果表明，纤维表面上的孔状结构使得支架的比表面积和总孔容均有明显增加，为其它两种纤维支架的两倍。在此基础上以小鼠成纤维细胞和人体脐静脉内皮细胞为模型检测了三种支架的生物相容性，结果表明纤维表面修饰有拓扑结构的支架具有较高的细胞存活率和增殖率，尤其是表面带有孔状结构的纤维支架，说明孔状结构修饰的纤维支架在仿生胶原蛋白纤维的研究中具有更大的应用潜力。　　2 纤维表面的化学修饰及功能优化。目前针对纳米纤维支架的多巴胺仿生修饰和进一步功能化的研究较少，且纤维在改性后较易失去本身良好的孔洞结构。本文系统性优化了多巴胺仿生修饰工艺并成功将肝素负载在纤维表面。首先，采用持续摇床震荡的方式使聚多巴胺(PDA)均匀地涂覆在纤维表面上。随后，为了进一步提高支架表面活性官能团密度，将超支化聚乙烯亚胺(PEI)与PDA层共聚结合在纤维表面上。最后，肝素作为抗凝功能分子被化学接枝在了纤维表面上。红外光谱测试(FTIR)和X射线光电子能谱扫描(XPS)结果均证实了表面改性的有效性。表面化学修饰过程不仅明显改善了PLA纤维支架的亲水性，而且提高了纤维支架的弹性模量和断裂强度。弹性模量和断裂强度分别提升了210％和125％。该研究为纤维支架表面功能化提供了良好的方案。　　3 纤维束取向和支架弹性模量对人体声带成纤维细胞(HVFF)形态和基因表达的影响。现今，纺丝支架中纤维取向度和支架弹性模量对HVFF行为的研究鲜有研究。为了研究纤维支架内纤维排列和力学性能等物理特性对HVFF细胞行为的影响，本文选用两种类型热塑性聚氨酯(TPU)制备了取向度和弹性模量不同的四种纤维支架。HVFF在取向排列的纤维支架上具有单向取向生长的特性，而在无规排列的纤维支架上倾向于多方向生长。基因表达结果显示，取向弹性模量较高的支架上纤连蛋白和胶原蛋白-1的表达水平均高于取向弹性模量较低的支架，然而无规的两种支架上各基因表达水平并没有明显差异。该研究为声带组织工程支架的制备具有一定的指导意义。　　4 声带组织工程支架材料的合成、支架的制备及其生物相容性。传统的生物材料，如聚己内酯(PCL)和TPU等，被选用来制备静电纺声带组织工程支架，然而制得的纤维支架弹性模量均与人体声带组织不匹配。聚甘油癸二酸酯(PGS)是一种生物相容性良好的可降解弹性体，在软组织工程领域有很大的潜在应用价值，然而至今未有使用这种材料构建声带组织工程支架的报道。本文首先成功合成了PGS，并将其与TPU进行混合静电纺丝，得到了亲水性和韧性均有明显提高的纤维支架，该支架弹性模量与人体声带组织弹性模量较为匹配。当采用六氟异丙醇作为溶剂时，TPU/PGS纤维支架具有一种类似树叶状的微观形貌，这种结构未见报道。生物相容性测试结果显示，细胞在TPU/PGS纤维支架上具有更好的形态和更高的增殖率，表明其在声带组织工程中有巨大的应用价值。