组织工程近年来在生物医学领域发展迅速,尤其在伤口修复、药物试验等场景得到了广泛的应用。理想的组织工程支架需要能模拟细胞外基质环境,这对材料的选择和支架制备工艺均提出了严格的要求。材料方面,天然生物材料如明胶、透明质酸等具备良好的生物相容性,但存在性质不稳定、加工条件苛刻等缺点,限制了其在临床上的进一步应用。工艺方面,由于微纳米纤维具备孔隙率较高、比表面积大等特点,因而选取合适的工艺制备微纳米纤维成为构建仿生细胞外基质的关键突破点之一,具体而言,微纳米纤维需要直径合适且在微观尺度上可实现有序排列。在众多技术中,静电纺丝技术近年在相关领域得到了迅速的发展,是制备微纳米纤维结构的组织工程支架的重要方法之一。本研究项目基于生物相容性良好且性质稳定可控的新型水凝胶材料GelMA(甲基丙烯酸酐化明胶),采用静电纺丝技术系统探究了组织工程支架的制备工艺及相关应用。本文以新型水凝胶材料GelMA可纺性能的改进作为切入点,选用PEO(聚环氧乙烷)与GelMA配制成混纺溶液用于纺丝,有效改善了GelMA材料的电纺性能。然后设计并搭建了静电纺丝三维运动平台,系统研究了在远场和近场两种条件下微纳米纤维的制备工艺,并重点探究浓度、电压、供液速度等因素对水凝胶纤维直径及形态的影响。本研究首先在远场条件下制备了宏微两尺度均无序排布的纤维膜片,并结合PCL(聚乙内脂)模板制备了宏观有序而微观无序的组织工程支架。然后在近场直写条件下获得了微观尺度上有序排布的纤维图案及组织工程支架。SEM结果表明所制备的纤维在微观尺度上具备多孔结构,FTIR分析及降解实验结果表明GelMA与PEO在纤维交联后未发生化学反应,水凝胶具备良好的可降解性,PEO亦可通过清水浸泡的方式去除。最后,本文探究了所制备的组织工程支架的生物相容性验证其在生物医学领域的应用价值。使用上述制备的水凝胶纤维组织工程支架进行了内皮细胞体外培养实验,通过细胞生长、增殖情况的对支架的生物相容性进行评价。结果表明,细胞极易附着于水凝胶纤维结构,且生长状况良好,保持了内皮细胞的原有形态及功能。