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纤维素是自然界中含量最为丰富的可再生生物聚合物，纤维素纳米纤维（CNFs）是具有高长径比、高强度、低延展性、低密度和良好生物相容性的超细纳米材料，C6-羧基纤维素可被人体吸收，在医学领域已有较多应用。制备C6-羧基CNFs并将其用于组织工程，既推动了纳米材料科学的进步又为木质CNFs的应用开辟了新方向。本文使用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基（TEMPO）/NaClO/NaClO2体系，在pH6.8、60℃条件下对干燥过的桉木浆和溶解浆进行氧化处理，探讨了氧化规律；结合高压均质，高浓度、大量连续地制备了高结晶度CNFs，并对其结晶度和形貌进行表征；将CNFs与聚乙烯醇（PVA）复合，通过冷冻干燥制备三维多孔组织工程支架，探讨了CNFs悬浮液浓度、PVA种类及CNFs与PVA质量比、冷冻温度对支架微观形貌和结构的影响，并对支架的力学性能进行表征；在支架材料上培养NIH3T3细胞，使用激光共聚焦显微镜（CLSM）检测了细胞活力，并使用扫描电镜（SEM）观察了细胞形态。研究结果表明：1.将中性TEMPO-媒介氧化体系中的药品添加顺序由文献中的TEMPO、NaClO2、NaClO改为TEMPO、NaClO、NaClO2后，羧基含量达到0.8mmol/g所消耗的时间由文献的54h缩短为16h，氧化纤维素的聚合度与原料最初的聚合度有直接关系。2.透射电镜（TEM）结果显示CNFs长几百纳米、宽5-6纳米、长径比在100以上，结晶度为68.4%；原子力显微镜（AFM）结果表明，CNFs聚集为直径20-30nm的纤维束，并交错搭接成为致密的网状结构；CNFs薄膜厚33-35μm，密度1.48-1.57g/cm3，透光率90%以上，弹性模量6.2±1.6GPa。3.支架吸水后形成凝胶，具有较好的吸水性和保水性；CNFs/高分子量PVA支架具有梯度分布、内部连通的孔结构，PVA形成大孔的孔壁，直径100-200nm的CNFs束在孔壁上桥接为类似于细胞外基质（ECM）中胶原骨架的网状结构；CNFs浓度为0.5wt%、与PVA的质量比为1:2、冷冻温度为-80℃时，支架内部微丝丰富且网络结构较好；支架力学强度主要由PVA提供，压缩模量在Kpa数量级，与软骨组织的弹性模量相当。4. CLSM结果显示细胞活力较好，材料适于细胞的贴附和生长；SEM结果显示细胞在支架材料上增殖较好，聚集成簇，形成典型的球状细胞集落，纤维素纳米纤维束是细胞贴附的锚点，细胞集落主要分布在大孔中的微丝网上。