本文以方瓶、微载体转瓶为二维培养系统，以胶原-壳聚糖海绵状支架为三维培养系统，分别培养人皮肤成纤维细胞，比较细胞在上述系统中的生长代谢特性，测定和分析胶原-壳聚糖海绵状支架材料的结构特性。在此基础上，通过建立静态培养条件下葡萄糖在细胞-支架材料中的传质模型，以分析支架材料结构、细胞密度和细胞分布对葡萄糖传质的影响。 研究表明，人皮肤成纤维细胞在三维培养系统中生长缓慢，对数生长期不明显，细胞比生长速率较小，且单位葡萄糖消耗的乳酸产率较高；在本实验所采用的浓度范围内，通过换液和提高培养主体环境中的葡萄糖浓度可提高人皮肤成纤维细胞在对数生长期的比生长速率；本文所采用的胶原-壳聚糖海绵状支架材料，其能容纳的最大细胞密度约为38×106cells/mL，而且实验发现静态培养条件下细胞在三维材料中的分布不均匀，支架材料表面存在致密的细胞层，而材料内部则细胞相对稀少。 根据上述实验结果，本文从Fick扩散定律出发建立了静态培养条件下葡萄糖在细胞-支架材料中的传质模型，并通过与文献数据的对比，证明该模型能在一定程度上反映葡萄糖在细胞-胶原壳聚糖海绵状支架材料中的传递状况。数值模拟结果显示，在体外构建人工真皮组织时采用孔隙率较大的生物支架材料、均匀分布的细胞接种方式，以及提高主体培养环境中的葡萄糖浓度，将有利于提高三维细胞-胶原壳聚糖海绵状支架材料复合物内的物质传递能力，缓解甚至消除三维组织内部葡萄糖等基质浓度过低对细胞生长所产生的限制作用。