心血管疾病严重威胁着人类的健康，目前临床上主要采用介入治疗和血管搭桥手术作为治疗手段。由于介入治疗不能完全避免再狭窄的发生，血管搭桥手术仍是最佳选择，但常因自体血管来源不足或者某些复杂的血管病变而不能施行。所以研发一种能够替代自体血管的人工血管已逐渐成为研究的热点。目前，商品化大口径人工血管移植后长期通畅率较高，已广泛应用于临床。但是小口径血管（内径<6mm）在移植时易发生急性血栓或者缝合口处新内膜增生而导致移植血管堵塞。本论文从模拟天然血管的角度考虑，通过结构设计，以解决目前小口径人工血管细胞化和再生差的问题。　　在众多天然材料中，丝素蛋白（SF）具有优良的生物相容性、机械性能和可降解性，在组织工程领域的应用广泛。传统方法制备的丝素三维支架大都存在不够连通或孔径过小等问题，限制了细胞迁移，进而影响人工血管的再生和重塑，不适用于制备人工血管。本研究开发了一种简单实用的工艺，可制备具有高度连通孔结构的丝素蛋白支架，进而用于制备人工血管，能够显著改善小口径人工血管壁的细胞迁移。在这部分实验中，我们选择了乙醇作为调节致孔的溶剂，进而研究了相分离温度、丝素浓度和乙醇浓度对支架性能（包括压缩模量、孔隙率、孔径大小等）的影响。为了进一步改善丝素支架的血液相容性，我们通过物理包裹的方法在支架中负载了肝素，肝素释放可以持续到7天，体外测试显示负载肝素的支架血液相容性显著提高，同时抑制了血管平滑肌细胞的增殖，但对细胞粘附和迁移没有影响。为了考察该丝素蛋白支架在体内的细胞迁移以及血管化情况，我们将其进行了皮下埋植，结果显示皮下组织细胞可以顺利迁移到丝素支架内部，同时负载肝素的支架促进了血管化。我们利用该工艺制备了直径2mm的丝素蛋白人工血管，进行了兔颈动脉原位移植，结果显示α-SMA阳性细胞可以无障碍迁移到丝素人工血管壁内部，CD31染色显示人工血管内腔有内皮细胞覆盖。　　丝素蛋白人工血管在兔子颈动脉移植结果显示，连通的孔结构解决了细胞迁移问题。然而，天然动脉中层的血管平滑肌细胞的圆周取向排列对于维持血管的弹性、机械强度以及生理活性起着重要作用。发育学研究也证明了血管平滑肌细胞对内皮细胞的支持和保护作用。因此，平滑肌层的再生对于成功构建小口径人工血管尤为重要。为了使人工血管植入体内后能够再生出拟天然的血管，我们首先应在在人工血管的结构设计上模拟天然血管的细胞排布结构。在本实验中，我们通过湿法纺丝制备了聚己内酯（PCL）取向微米纤维人工血管，为了增强人工血管的缝合强度和防止漏血，在其外层通过静电纺丝包裹一层纳米纤维层。我们将该人工血管移植到大鼠腹主动脉模型中，在植入后的第2周就有大量α-SMA阳性细胞迁移至人工血管壁内部，组织学染色发现人工血管壁内的细胞从细胞核到细胞质再到胞外基质都呈取向排列。在1个月时，该人工血管已经完成内皮化。在第3个月时，生理功能测试发现再生后的平滑肌细胞层应答于生理激活剂具有收缩和舒张功能。　　综上所述，我们通过控制人工血管的孔结构实现细胞顺利迁移，进而通过控制纤维的排布方向在体内同时实现了功能型平滑肌细胞的迁移和取向再生。以上研究对小口径血管的设计和制备，以及进一步向临床转化提供了研究基础。