天然的细胞外基质(ECM)是由纳米级别的胶原蛋白纤维交织后形成内部孔隙高度连通的复杂网络结构。通过静电纺丝制备的纳米纤维非织造膜由于其与天然细胞外基质的结构相似性而被广泛用作组织工程支架。然而,传统静电纺支架呈现致密堆叠的结构,其孔径过小,严重阻碍了细胞渗透生长,扩大支架内部孔径成为解决此类问题的主要方法。尽管扩大静电纺支架内部孔径的方法众多,但都存在多内部大孔结构不稳定、在长期反复受压情况下易垮塌等问题。扩大非织造材料内部孔径最直接的方法在于增加纤维的直径,然而纤维直径的增加会导致其无法仿生天然细胞外基质。针对该问题,本论文使用静电纺丝一步制备了表面带有纳米沟槽结构的微米级聚左旋乳酸(PLLA)非织造支架,该支架兼具纳米和微米结构,为细胞渗透生长营造了良好环境。本课题首先使用控制变量法、正交实验直观分析法优化了制备表面带有纳米沟槽结构的微米级PLLA支架的纺丝参数,然后对三维纳米沟槽支架以及传统静电纺支架的形态、物理机械性能、生物相容性以及细胞渗透情况进行表征比较,得出直径和沟槽对支架各项性能的影响。为了检验支架在组织工程方面的应用潜力,进一步将其植入大鼠体内进行创面修复。论文取得主要结论如下:(1)湿度和溶剂配比是影响纤维表面纳米沟槽的主要因素,通过控制环境相对湿度和溶剂配比可以精确地获得表面具有纳米沟槽的PLLA纤维;(2)纺丝液浓度是影响纤维直径最主要的因素,纺丝液浓度增加时,纤维直径会随之增加,但并不会影响纤维表面的纳米沟槽结构,这种表面结构可以使得支架的表面积增加了40%,达到促进细胞粘附和增殖的目的,且该结构还能诱导细胞的迁移行为;(3)将PLLA静电纺纤维直径提升至4.22±0.92μm,该直径下,支架的平均孔径达16μm,该孔径尺寸能有效地促进细胞增殖以及三维渗透生长,值得一提的是,这种由于纤维直径的特有属性产生的孔径使得支架具有良好的力学性能和压缩回弹性,因此在应用中具有实际意义;(4)通过动物实验证明了这种大孔径支架能够显著加快大鼠的创面修复过程,在术后14天,植入三维支架的大鼠创面愈合程度从70%增加到了89%以上,新生血管的体积也从121 mm~3增加至294mm~3,根据实验结果可以发现,该三维支架有望在其他组织工程领域得到应用。