随着组织工程和再生医学的不断发展,新型生物材料及其在生物医学研究中的应用越来越受到人们的关注与重视。其中,生物材料表面微图案化技术为模仿细胞外基质、研究细胞-材料相互作用提供了有效的手段,已经成为相关领域关注的焦点之一。本论文以功能化聚合物刷及其微图案的制备为研究对象,在聚合物刷功能化石墨烯的制备及生物相容性、聚-低聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(简称PEGMEMA)聚合物刷微图案的制备与"Click"化学(“点击”化学或“链接”化学)功能化、基于机械臂的辅助微接触压印系统的研制及其在选区"Click"功能化的PEGMEMA聚合物刷微图案制备中的应用等方面开展工作,主要研究内容和结论如下：(1)在探索氧化石墨烯还原制备高表面质量石墨烯方法的基础上,提出了一种低温溶剂热还原氧化石墨烯制备高表面质量石墨烯的方法,并采用ATR-FTIR、Raman、 XPS、TGA、XRD、TEM、AFM等检测手段对所制备的石墨烯表面基团、形貌特征等进行表征。结果表明,采用水合肼对氧化石墨烯及十二烷基胺功能化氧化石墨烯进行化学还原,不仅能较好的保证石墨烯片层的表面质量,而且不会影响石墨烯的功能化。借助于利用电子转移再生活化剂的表面引发原子转移自由基聚合(简称SI-ARGET ATRP)反应,首次在水合肼还原氧化石墨烯表面制备了低铜离子残留的聚甲基丙烯酸2-羟乙酯(简称Poly(HEMA))及Ploy(HEMA-b-CA)聚合物刷,并通过溶液喷涂方法将其制备成聚合物刷功能化石墨烯喷涂薄膜；牛血清白蛋白(简称BSA)吸附与NIH-3T3细胞培养实验表明：所制备喷涂薄膜的BSA吸附能力与表面官能团有关,当嵌段聚合物刷中HEMA与CA单体的摩尔比为2：1时,所制备喷涂薄膜的蛋白质吸附性能最优；细胞培养结果也表明该喷涂薄膜对细胞的生物相容性最好。(2)运用微接触压印技术与SI-ARGET ATRP反应相结合的方法在镀金载玻片表面制备了具有长效抗细胞黏附特性的PEGMEMA聚合物刷微图案,并运用显微红外对其化学组成和分布进行了表征,运用AFM对其厚度和表面形貌进行了表征；人脐静脉内皮细胞(简称HUVECs)及人体神经干细胞(简称hNECs)培养实验表明,所制备的聚合物刷微图案能够在长达一个月的时间保持有效的抗细胞的黏附性能；利用炔丙基胺、乙醇胺及叠氮化钠与聚合物刷端基卤素的亲核取代反应对PEGMEMA聚合物刷端基进行功能化,分别得到炔基、羟基及叠氮基功能化的PEGMEMA聚合物刷,并且通过控制反应时间,实现了对微图案表面功能化官能团密度的控制,为后续在其表面可控地锚固生物分子创造了条件；提出了一种荧光染色法间接表征功能化PEGMEMA聚合物刷微图案表面功能化官能团密度的方法,即借助于"Click"反应在功能化微图案表面接枝生物素,继而锚固链亲和素荧光团,通过微图案荧光图像的平均荧光强度定性地表征功能化聚合物刷微图案表面官能团密度；进行了叠氮基功能化PEGMEMA聚合物刷微图案表面抗细胞黏附性能原位调控实验研究,即在hNECs细胞培养过程中,通过生物正交"Click"反应对叠氮基功能化PEGMEMA聚合物刷表面黏附特性进行调整,实现了对hNECs细胞微图案化的动态控制。(3)设计并搭建了带有视觉辅助定位系统的机械臂辅助精密微接触压印系统(R-μCP),在对影响其压印精度的主要因素进行进行分析的基础上,借助MATLAB及蒙特卡洛模拟分析方法,通过误差补偿修正,最终成功地将R-μCP位置误差减小到15微米以内；采用间歇式多次压印和聚合物刷端基亲核取代反应选择性功能化的方法,制备出具有选区"Click"功能化的PEGMEMA聚合物刷微图案,在同一表面实现了不同功能化官能团表达和不同官能团密度分布的聚合物微图案,并成功地应用于hNSC培养的研究。