毛细血管在人体中分布广泛,具有参与血液运输、物质交换和免疫调节等重要的生理功能。在体外模拟毛细血管结构和功能对我们深入了解毛细血管的功用及构建人工组织和器官起着举足轻重的作用。目前在组织工程领域,中空水凝胶纤维被公认较为适合用于模拟天然毛细血管。在众多中空水凝胶纤维制备方法中,同轴微流控技术是一种较为常见的方法。然而,传统的基于光刻技术的制备方法存在着时间冗长,操作复杂等缺点,不利于制备具有三维结构的同轴微流控芯片。基于此,本文提出了一种基于3D打印的同轴微流控芯片制造策略,即通过3D打印水凝胶作为模板来制造同轴微流控芯片,并进一步利用海藻酸钠能够与钙离子、钡离子等发生快速离子交联反应的特性制备出了中空水凝胶纤维。在此基础上,系统地研究了中空水凝胶纤维作为仿生毛细血管的的物化性能和细胞学特性。本工作的主要研究内容和结论如下:（1）3D打印辅助制备同轴微流控芯片:以明胶水凝胶为3D打印墨水,控制打印挤出压力制备微流控芯片模板,再利用PDMS高温固化的特性对微流控芯片模板进行翻模处理,最终得到所需的同轴微流控芯片。实验结果表明,该同轴微流控芯片具有明显的内外层高度差,可以满足溶液同轴流动的需求。而且,同轴微流控芯片的通道尺寸可以通过控制3D打印的参数来进行调节。（2）中空水凝胶纤维的制备与表征:在同轴微流控芯片的内层通道通入低浓度的氯化钙或氯化钡溶液,外层通道通入海藻酸钠溶液或海藻酸钠与甲基丙烯酰化明胶的混合溶液,利用海藻酸根与钙离子或钡离子的离子交联反应,得到中空水凝胶纤维。实验结果表明,利用不同结构的同轴微流控芯片可以制备出具有多种结构的中空水凝胶纤维,并且其内外径可通过控制通道内溶液的流速来调节。另外,通过对中空水凝胶微纤维进行进一步后处理,可以得到具有双壳层结构的中空水凝胶纤维,并且双壳层结构中空水凝胶纤维的第二壳层厚度由光照时间和纤维在单体溶液中浸泡时间来调控。（3）中空水凝胶纤维作为仿生血管的表征:首先对中空水凝胶纤维的物化性质进行了系统表征,结果表明中空水凝胶纤维具有良好的物质传输能力,可以发生明显的毛细现象;具有符合国家溶血试验标准的血液相容性,具有满足小分子物质交换又防止红细胞泄漏的半渗透性能和良好的力学性能。其次,细胞实验的结果说明了内皮细胞可以在中空水凝胶纤维壁内正常生长增殖并且表达特征CD31蛋白。在此基础上,进一步研究了有无内皮细胞条件下中空水凝胶纤维对不同尺寸物质的屏障作用,实验结果证实,本工作所制备的中空水凝胶纤维可以允许小分子物质的进入,但是会阻止大分子物质和细胞级别物质的进入,具有类似天然毛细血管的屏障功能。总之,本文利用3D打印辅助制备了同轴微流控芯片,并进一步利用该微流控芯片制备了中空水凝胶纤维,并系统研究了中空水凝胶纤维作为毛细血管的可行性,为体外仿生毛细血管的构建和功能模拟提供了新的方法和思路。