先天性畸形、外伤、感染、肿瘤等所致的耳廓软骨缺损是临床常见疾病,目前尚无令人满意的治疗手段。组织工程为耳廓软骨的修复重建提供了一种极具潜力的途径。支架材料作为组织工程三要素之一,也是组织工程中重要的研究内容。理想的组织工程支架应该具有良好的生物相容性、生物可降解性,同时应具有多孔互穿结构和适宜的力学性能,以促进细胞的长入和营养及代谢产物的输运及组织的形成。发展具有良好力学性能、满足患者耳部个性化的精细三维结构特点的、生物相容性良好的支架,一直是耳廓软骨组织工程的重要研究方向。快速发展的3D打印技术为个性化、结构复杂且精细的组织工程耳廓软骨的构建与临床转化提供了可行的解决途径,已被广泛应用于耳廓软骨组织工程领域,并取得重大进展。然而,支架的力学性能对组织工程耳廓软骨的形成的影响及其作用机制目前仍不清楚。本课题在前期研究基础上,对此进行了初步研究。以生物相容性良好的聚（L-丙交酯-co-ε-己内酯）（PLCL）和聚己内酯（PCL）的共混材料（PLCL-PCL）为原材料,通过熔融沉积（FDM）3D打印技术,构建了耳廓组织工程支架,在建立了一种耳廓组织工程支架的力学测试方法基础上,进一步结合物理吸附和化学交联等方法,构建了胶原改性的PLCL-PCL耳软骨支架,最后通过细胞接种、体外培养结合组织学和转录组学等手段,初步研究了不同力学性能支架对组织工程耳廓软骨形成的影响及其作用机制。主要研究内容及结论如下:1、耳廓软骨组织工程支架的3D打印及其力学性能表征:使用PLCL-PCL共混材料,结合3D打印技术,通过FDM方式打印耳廓软骨支架。通过观察支架结构,评估材料的可打印性;通过支架的力学性能测试评估耳廓软骨支架各分区的力学性能及其稳定性。研究发现,PLCL-PCL复合材料具有良好的3D打印性,可以打印得到精细复杂、高孔隙率、孔隙贯通的三维多孔组织工程耳廓软骨支架。全耳廓模型的分区和相应力学性能测试样的选区设定、制备以及力学测试方法,可以更为准确反映结构复杂的耳廓软骨组织工程支架的真实力学性能。不同材料、不同打印填充率、不同区域的3D打印支架的力学性能不同,支架具有粘弹性的特点;其中,虽然填充率70%的PLCL90-PCL10和PLCL80-PCL20的支架力学性能不同,但均与人天然耳廓软骨力学性能相近,具有力学仿生特点,可用于进一步组织工程耳廓支架的研究。2、胶原改性的PLCL-PCL组织工程支架的构建与表征:通过物理吸附和化学交联,利用不同浓度的胶原材料制备了胶原改性的PLCL-PCL支架;通过形貌结构分析、力学试验、体外加速降解实验、细胞接种率测定、细胞活性、基因表达情况,考察并分析胶原改性的PLCL-PCL支架的力学性能、降解性能及其对软骨细胞的接种和增殖等的影响。研究发现,通过物理吸附和化学交联可以获得胶原改性的支架,改性对PLCL-PCL支架的整体结构无明显影响,胶原在支架孔隙间形成不同孔径的疏松纤维网状结构,0.3%胶原改性的填充率70%的PLCL90-PCL10和PLCL80-PCL20支架具有与人天然耳软骨相近的力学性能,具有力学仿生特点;同时,胶原改性可以显著提高支架的细胞接种率,促进软骨细胞的增殖,维持耳廓软骨细胞的表型。3、人耳形全耳廓组织工程软骨的构建:在获得两种力学性能不同的人耳形全尺寸耳廓组织工程支架后,结合兔耳软骨的接种和21天的体外培养,构建了人耳形全尺寸耳廓组织工程软骨,通过组织学、转录组学等手段考察了不同支架对人耳形全耳廓组织工程软骨形成的影响及其机制。研究发现,所构建的组织工程软骨已具有天然耳软骨类似的组织学特点,软骨细胞均匀分布并合成和分泌了软骨特有细胞外基质;不同力学性能的支架会引起软骨细胞基因表达的差异,胶原改性的人耳形全耳廓PLCL80-PCL20支架更有利于软骨细胞的增殖、分化和软骨表型的维持。综上所述,本文通过3D打印技术等手段制备了胶原改性的PLCL-PCL组织工程支架,初步研究了不同力学性能的支架对于组织工程耳廓软骨的形成的影响及其机制,分析了所构建支架在耳廓软骨组织工程中应用潜能。结果发现,通过3D打印技术可以获得结构精细的、多孔互穿的、具有力学仿生特点的支架;虽然0.3%胶原改性的、填充率70%的PLCL90-PCL10和PLCL80-PCL20支架的力学性能不同,但都与人天然耳廓软骨相近;进一步发现,不同力学性能的支架对软骨细胞的增殖和表型维持作用有一定的差异;初步的研究结果显示,胶原改性的PLCL80-PCL20人耳形全耳廓组织工程支架具有良好的力学性能、有利于软骨细胞的增殖、分化和软骨表型维持,在耳廓软骨组织工程中具有良好的应用潜力。