第一部分3D生物打印模拟骨髓微环境的探索目的三维（3D）骨髓微环境在调节人脐带血来源的CD34+细胞（hCB-CD34+）的迁移,增殖和分化中起着至关重要的作用。广泛的体外和体内研究旨在概述骨髓（BM）生态位的主要成分。然而,体外模型由于缺乏异质性和复杂结构而受到限制。本研究中,我们探索同轴挤出的的壳-核管状支架和挤出式打印的载有细胞的网状支架,以在体外模拟造血生态位。方法与常规2D共培养体系相比,我们利用人骨髓来源的间充质基质细胞（BMSC）和hCB-CD34+细胞开发了多细胞网状支架和两种不同的核-壳管状同轴支架。利用三种生物打印体系建立了清晰的细胞-细胞间连接。使用扫描电子显微镜（SEM）在不同体系中观察到细胞分布和形态,通过流式细胞术检测所培养细胞的干性及多系分化相关表面抗原表达情况。结果收集的hCB-CD34+-细胞的干细胞特异性和谱系特异性在不同3D体系中有所不同。结果显示,与在培养皿中与BMSC共培养的hCB-CD34+细胞相比,在14天后,hCB-CD34+细胞在管状支架内的自我更新潜力更大。此外,这些核-壳结构中的细胞倾向于获得更强的淋巴系和巨核细胞系分化潜能,而负载在网状支架中的细胞则具有更强的向红系细胞分化的趋势。结论3D生物打印技术可以部分模拟人类造血干细胞的生态位。这三种模型在维持造血干细胞干性和多系分化方面具有潜力。该研究有望为血液学疾病药物模型的建立及造血干细胞各系定向分化研究提供思路。第二部分3D生物打印新型复合生物墨水体外成骨模型的构建目的生物材料的性能优化是强化体外骨组织再生3D模型的重要途径。本研究通过合成聚多巴胺涂覆的纳米羟基磷灰石颗粒（DHA）与GelMA混合或选择性添加胶原蛋白,制备新型复合生物墨水,探索不同配方对于数字光处理生物打印的载脂肪间充质干细胞（ADSC）支架的体外诱导成骨分化能力。方法与纯明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）水凝胶组对比,我们设置了 GelMA+低/高浓度DHA组、GelMA+纳米羟基磷灰石颗粒（nHA）组、GelMA+低浓度DHA+胶原蛋白组。使用基于5%GelMA和0.5%光引发剂LAP的这些生物墨水配方,进行无细胞支架的打印,探索材料的吸水性、溶胀情况、结构稳定性、蛋白释放、酶溶解情况、机械性能等特点,评估复合材料成分对这些性质的影响。通过载NIH 3T3细胞系的支架打印和体外培养,评估各组材料的生物相容性和促进细胞增殖的能力。通过载ADSCs的支架体外诱导成骨,检测培养过程中细胞活力、成骨诱导标志物碱性磷酸酶（ALP）活性,通过免疫荧光检测成骨相关标志物Ⅰ型胶原蛋白、RUNX2的表达情况,通过组织化学染色评估组织矿化程度。通过扫描电镜下载细胞支架的微观结构评估不同分组细胞间、细胞与材料间的相互作用。结果与纯水凝胶生物墨水相比,复合生物墨水具有更强的机械性能,且能长期保持稳定的结构以支持细胞的增殖。添加DHA的水凝胶可以增强支架多孔网络中的细胞相互作用,并增强Ⅰ型胶原蛋白和RUNX2等成骨信号的后期表达。此外,组织化学染色也提示DHA添加组矿化程度显著提高。电镜下微观结构也显示DHA复合材料对细胞粘附和增殖的促进作用。结论本研究表明,添加DHA的GelMA作为复合生物墨水,可以促进DLP打印的载有ADSCs的支架在体外诱导成骨的能力。这种复合材料的高度生物相容性、强化的机械性以及促成骨分化能力使其有可能成为一种具有前景的骨组织修复问题的解决方案。