组织工程具有免疫反应小、可以更好的重建原组织形态、结构和功能等优势。应用骨软骨组织工程治疗关节损伤疾病已经成为一种有效途径。组织工程的核心是建立由细胞和支架材料构成的三维空间复合体。三维结构的支架为细胞提供了营养传递和生长代谢的场所,也是形成新的具有形态和功能的组织、器官的基础。然而,目前尚无完备的支架设计理论用于指导支架设计,同时支架体系缺乏纵向层级功能梯度变化,这导致支架无法满足多种环境需求。针对上述支架设计缺陷,本文主要目标为:(1)建立支架设计理论,为支架设计体系的研究提供科学的研究方案;(2)设计一种新型双相梯度三维多孔支架,以满足支架在修复损伤过程中的多种需求。为实现上述目标,本文的主要工作为:(1)将FCBPSS(Function-Context-Behavior-Principle-State-Structure)理论应用于组织工程支架设计领域,针对组织修复系统,提出支架概念设计理论;(2)探索合理支架制备材料组分及配方;(3)设计支架梯度结构,并验证其结构强度;(4)采用3D生物打印技术制备双相梯度支架,进行支架性能检测。通过以上工作,本文得到的主要结论为:(1)FCBPSS理论可科学有效的指导骨软骨修复系统中的支架设计,为支架设计制备提供科学的理论支撑;(2)由明胶/透明质酸(GelMA/HA)所组成的水凝胶体系作为支架软骨相,聚乳酸-羟基乙酸/聚乙二醇(PLGA/PEG)复合体系作为支架骨相,可利于3D打印支架制备,同时适宜细胞生长增殖分化;(3)本文中所建立梯度结构的支架设计方案满足人体力学环境强度需求。本文的主要贡献在于:(1)在支架设计理论方面,将FCBPSS理论作为支架设计的指导理论,为支架设计提供科学的依据;(2)设计了一种新型双相三维多孔梯度支架,并验证支架设计科学性,为组织工程应用的发展做了进一步科学探索和贡献。