组织工程支架是组织工程学中的一个重要组成部分。在组织工程中,支架能够暂时性地替代自体受损组织为细胞和再生的组织提供载体,并以一定的机械强度来维持人体正常的生命活动。怎样制备符合人体不同组织需求的理想支架一直是组织工程学研究中的重点和难点。在本博士学位论文中对微孔注射成型法、静电纺丝法、热致相分离法三种不同的组织工程支架制备方法进行了深入研究,通过对支架制备工艺过程的控制和改进以及对材料配方的组合优化,来精确地调控制备支架的微观结构和宏观性能,以获得具有高孔隙率、良好泡孔连通性、理想机械性能和表面性能、适合细胞生长繁殖的三维多孔支架。进一步采用自制模具结合不同工艺制备了能够模拟人体血管结构的小直径三层血管支架。微孔注射成型能够批量化生产聚合物多孔支架,在基于该技术的研究中通过正交试验分析了不同工艺条件对支架泡孔结构、机械性能的影响规律,发现加工温度与二氧化碳(CO2)含量对制备的热塑性聚氨酯(TPU)多孔支架的结构形态具有较大的影响。在发泡过程中使用水和CO2作为共同发泡剂能够制备无皮层结构的TPU支架且支架的泡孔尺寸更加均一、发泡面积更大。通过将软质与硬质TPU进行熔融共混以及微孔注射成型获得的发泡材料具有不同微观泡孔结构和宏观力学性能;该方法同样适用于高韧性的TPU与高强度的聚乳酸(PLA)体系,研究发现制备的TPU/PLA多孔支架能够满足多种组织修复的机械性能要求。在TPU基体内引入水溶性盐和聚乙烯醇(PVOH)作为致孔剂并结合粒子沥滤法可以提高制备支架的孔隙率和泡孔连通性、改善支架的细胞相容性。采用聚己内酯(PCL)/纳米纤维素晶体(CNC)复合材料进行微孔注射成型,由于CNC的增强及成核作用,获得支架的泡孔密度高、均一性好,且拉伸强度和断裂伸长率分别提升了71%和510%。静电纺丝法获得的纤维支架结构与人体细胞外基质相似且与细胞相互作用较强,在该方面研究中首先进行了TPU溶液的纤维形成机理研究,发现当溶液浓度高于2倍临界链缠结浓度(Ce)时纺丝可形成均一的无珠粒纤维,通过控制溶液中软段和硬段的比例能够调节支架的性能,从而影响细胞行为。其次,在TPU/羟基磷灰石(HA)复合材料纤维支架的研究中发现纳米级HA的分散性优于微米级HA,且人体间充质干细胞在含有纳米HA的纤维支架上的生长状态更好、分化程度更高。最后,研究中采用自制的纤维收集装置制备了高度单向取向和正交取向的TPU纤维支架,并通过在溶液中加入提高溶液导电性的纳米碳管(CNT)和聚丙烯酸(PAA)极大地提高了纺丝纤维的取向度,而且发现小鼠纤维细胞在具有取向结构的纤维上的繁殖能力、迁移速率和迁移距离都较高,且细胞趋向于沿纤维取向方向生长。热致相分离法能够制备孔隙率高、泡孔连通性好的三维多孔支架,在该方面研究中选用了多种溶剂体系和致孔剂来制备具有不同结构和功能的支架,结果发现使用二恶烷作为溶剂制备的支架为梯状泡孔结构,而使用水和二恶烷的混合溶剂制备的支架具有高连通性的圆形泡孔结构,且该结构支架的机械性能更强,而加入盐粒子作为致孔剂获得的支架孔隙率高达93%。在支架中添加HA能够起到良好的增强效果,而且含有纳米级HA的支架具有良好的仿生矿化能力,能够在模拟人体体液(SBF)中诱导形成类骨组织的磷灰石。采用二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂同样能制备TPU多孔支架,加入纳米碳管(CNT)和纳米原纤化纤维素(NFC)能够有效改善支架的机械性能,细胞培养实验表明制备的复合材料支架均具有良好的细胞相容性。在多种支架制备工艺研究的基础上,结合静电纺丝、蚕丝编织和热致相分离法,使用自制模具开发了小直径多层血管支架制备新方法。通过静电纺丝法和热致相分离法的交替使用制备了同时具有TPU纤维网状结构和聚碳酸亚丙酯(PPC)三维泡孔结构的多层血管支架。进一步使用编织蚕丝作为中间层可制备获得“内层为纺丝纤维结构、中间层为蚕丝网状结构、外层为三维泡孔结构”的三层血管支架,该支架的性能满足移植手术和血液流动的要求,并且能够促进血管内皮细胞在支架内表面的粘附生长,起到防止血栓和凝血形成的作用。