组织工程是应用生命科学和工程学的原理,通过生物替代品来修复、维护和改善组织功能的一门新兴的交叉学科,它为缺损组织或器官的修复和再生提供了最有希望的方法之一。然而,组织工程学的修复和再生作用是以多孔支架材料在修复部位起支撑和加固作用来促进组织再生为基础的。另外,在组织工程中,多孔支架材料还必须具有高的孔隙率和连通的孔结构,从而为细胞的寄宿、生长、分化和增殖以及获取营养和生长代谢提供适宜的环境,所以,多孔支架材料在组织工程中具有重要的作用,它的制备和开发利用已经成为组织工程学领域的研究热点。壳聚糖和明胶作为丰富的天然可降解生物材料,具有良好的生物相容性和生物降解性。近年来,关于它们的可降解支架的研究越来越受到人们的关注。因此,本课题选用壳聚糖和明胶为原料,采用定向冷冻干燥技术制备了壳聚糖、明胶和它们的复合多孔材料。通过扫描电镜等手段对多孔材料的结构进行了表征;通过测量材料的吸水性、机械强度等参数分析了多孔材料的物理性能;通过蛋白吸附、体外降解和细胞培养等实验评价了多孔材料的生物学性能。实验结果表明:壳聚糖、明胶和其复合多孔材料均具有定向的微管结构,孔隙上下连通,孔的大小不同,形状多类似于菱形或扁圆,宽度在50微米到100微米之间,长度在100微米到500微米之间;通过增加聚合物溶液的浓度可以使材料中的微管排列规则,同时微管的密度也随之增加;在制备过程中通过调整聚合物溶液的浓度可以得到孔隙率高达98%的多孔材料;材料的吸水性随着孔径的减小逐渐降低,但是提高复合材料中明胶的含量,可以使其吸水性增强;多孔材料的抗压强度在沿着孔隙方向和垂直于孔隙方向上明显不同,沿着孔隙方向上的强度明显高于垂直于孔隙方向上的强度,但是它们都随着浓度的增大而增强,提高复合材料中明胶的含量也可以提高多孔材料的机械强度;壳聚糖多孔材料的蛋白吸附能力受两个因素影响,一个是支架材料的孔隙率,另一个是壳聚糖和蛋白分子之间的静电作用;溶菌酶降解实验表明壳聚糖多孔材料的降解率从低浓度到高浓度呈现上升的趋势,而明胶多孔材料的降解率却是相反的趋势,但是提高复合多孔材料中明胶的含量,可以提高其在溶菌酶溶液中的降解率;细胞实验结果显示多孔材料具有良好的细胞相容性,适宜成纤细胞的贴附和生长增殖。