人体关节软骨一旦损伤很难自行修复,而目前用于软骨修复的临床方案如微骨折法、自体和异体移植技术存在着供区有限以及免疫排斥反应等各种问题,如何解决软骨损伤修复成为临床医学研究的重点。组织工程这一概念的提出和应用为软骨损伤修复提供了一种新的方案,其思路是将制备的软骨支架植入软骨缺损处,在支架降解的过程中生成新的软骨组织逐步填充缺损部位,这就要求用于软骨修复的支架材料需要具备足够的力学强度和类似天然软骨组织的降解速度和生物学性能等。构建软骨支架的方式有多种,3D打印作为一种新兴手段可以更简单精确的控制支架的内部结构,在组织工程支架的应用方面显示出巨大的潜力。本论文利用明胶（Gel）的溶胶凝胶转变和紫外光引发交联的聚丙烯酰胺（PAM）制备双网络水凝胶,系统研究了水凝胶的各项性能及影响规律并构建了3D打印水凝胶软骨支架。首先通过溶胶凝胶转变和紫外光引发聚合合成了明胶/聚丙烯酰胺双网络水凝胶（Gel/PAM）。其中明胶网络作为水凝胶中抵抗应力的第一网络,聚丙烯酰胺作为分散和松弛应力的第二网络,两种网络通过协同作用,制得双网络水凝胶的压缩强度和应变能均达到了两种水凝胶的20倍以上,并且在应变为90%情况下具备抵御极端应力（＞40MPa）后不破损的性能,同时具备优异的抵抗裂纹扩展的能力。最后结合扫描电镜和力学特性对水凝胶的微观强化机理进行分析。随后利用流变改性剂卡波姆对水凝胶油墨的粘度和流变性能进行增强,对水凝胶油墨流变行为以及挤出式3D打印的工艺过程进行研究,为水凝胶的可打印性研究提供理论依据。同时按照总结的打印方案研究了打印参数对水凝胶油墨形态的影响。实验结果说明卡波姆能够显著提高水凝胶的可打印性。最后我们将纳米羟基磷灰石（n HAp）引入水凝胶体系用于解决支架在软骨修复中降解速度快以及提高生物性能,按照设定的打印方案对水凝胶进行3D打印。对支架理化性能研究发现,纳米羟基磷灰石的引入可以显著的延长支架体外降解的时间,同时改善支架的生物学性能。各组支架上接种m BMSCs均能较好的黏附和增殖;其中n HAp含量为30%时的水凝胶力学性能最佳（压缩强度最高为17.15MPa）,同时支架具有优异的抵抗疲劳的特性和较长的体外降解时间,其理化性能最适合作为应用于软骨组织工程的材料。