微流控技术是一种通过微通道精确操控微小流体的技术,在DNA测序、蛋白质分离和体外诊断等领域广泛应用,而其用于微球、微纤维等微结构材料制备则是近十几年来新兴的研究领域。水凝胶微纤维因其优异的生物相容性、柔韧性和组装能力在组织工程领域备受关注。通过微流控技术制备材料的过程可在温和条件下进行,流体不需暴露于高温、高压、有机溶剂或高应力等苛刻条件下。因此,通过该技术可以制备生物相容性良好的水凝胶微纤维,细胞在这些微纤维中能够更好地存活。近年来,通过微流控技术制备水凝胶微纤维成为研究热点,载细胞微纤维也在组织工程和器官芯片等领域展现出应用价值。为了满足多方面的应用需求,需要制备不同结构的微纤维,为此往往需要设计多种复杂的微流控装置,这限制了微流控技术在更多领域的应用。因此,本论文的第一部分工作介绍了一种简便、灵活的双层流微流控系统,仅通过更换流体在同一微流控装置上制备了单层、双层和中空结构的线形载细胞水凝胶微纤维,它们可以应用于不同工程组织的仿生构建。此外,DNA、螺旋藻和螺旋血管等螺旋结构在自然界中发挥重要作用。然而,目前制备螺旋微纤维的研究非常少,多层、中空等复杂结构螺旋微纤维的制备更加面临挑战。在本论文的第二部分工作中,我们通过微流控技术成功制备了多层、中空和超螺旋等复杂结构的螺旋水凝胶微纤维,并可以通过对装置和流速的调节对螺旋微纤维的尺寸和结构实现精确控制。另外,为了建立体外螺旋血管模型,我们还制备了载细胞螺旋结构微纤维,并探究了其在血管芯片领域的应用。总之,本论文通过微流控技术制备了从简单线形结构到复杂螺旋结构的载细胞水凝胶微纤维,并探究了它们在生物医学领域的潜在应用。