目的:人工构建的骨软骨再生材料逐渐替代自体、异体或异种骨软骨移植进入临床应用,能否再生出与自身骨软骨相匹配的组成和结构是评估其治疗效果的关键.模拟骨软骨天然多层结构研发出一种新型关节骨软骨复合支架,即一体化胶原基骨软骨三层支架,拟实现大面积骨软骨缺损的再生修复. 方法:综合利用酸处理和酶处理法从猪跟腱中提取Ⅰ型胶原,并利用一体化构建技术和生物矿化原理,制备出具有致密胶原层(致密软骨层)、多孔胶原层(多孔软骨层)和多孔胶原-纳米羟基磷灰石层(软骨下骨层)的一体化骨软骨复合支架,并检测其显微结构、物相组成、体外细胞毒性和体内骨软骨再生性能. 结果:所制备的一体化胶原基骨软骨三层支架，层与层之间具有自然过渡的无缝界面，多孔胶原层与多孔胶原-纳米羟基磷灰石层均形成孔径大于100μm的内连通孔，且纳米羟基灰石为原位组装到胶原孔壁的弱结晶相;该三层支架无细胞毒性，移植到新西兰大白兔5mm直径、4mm深的膝关节骨软骨缺损处6周后再生出具有与天然骨软骨相似结构的组织。 结论:模拟骨软骨天然多层结构研发出的新型关节骨软骨复合支架，即一体化胶原基骨软骨三层支架，有利于关节骨软骨的再生修复，其生物安全性高、制备方法简单、易于操作，有望应用于骨软骨缺损的临床治疗。