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肿瘤、创伤和坏死性疾病等造成的组织大规模缺损对组织工程提出了持续的挑战。组织工程化体外构建方法是将细胞接种到具有一定结构、可降解的多孔支架中,通过培养以实现活性组织的构建。然而,由于传质的限制,构建物内细胞的生长、增殖与迁移受到阻碍,甚至出现空化区或坏死区,血管化问题已成为组织工程发展的一个瓶颈问题。水凝胶是具有高度水合微环境的聚合物网络,可容易地输送营养物、氧气和代谢废物,且与细胞外基质具有化学相似性,从而广泛的应用于组织工程。可注射型微纤维由于体积小,可直接注射到体内,避免了手术过程。因此,本论文采用微流控技术以海藻酸（Sodium alginate,SA）和明胶（Gelatin,Gel）为原料,制备了SA/Gel复合水凝胶微纤维支架,并通过外负载和内包裹人脐静脉内皮细胞（Human Umbiliical Vein Endothelial cells,HUVECs）对其进行生物学研究,将可注射型微纤维注射到小鼠体内,观察血管化情况,以期为解决组织工程血管化问题提供一个可行的方案。首先,制备与表征SA/Gel复合微纤维。以聚甲基丙烯酸甲酯（Poly（methyl methacrylate）,PMMA）作为模板材料,设计出了主轴通道内径为400μm、进样口为200μm的双T型结构串联的微通道,用PMMA模板通过注模法制备了聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）芯片,用十八烷基三氯硅烷（Octadecyltrichlorosilane,OTS）改善芯片的疏水性。利用PDMS芯片制备了SA/Gel复合微纤维支架。通过Minitab实验优化制备,实验结果表明以5%的氯化钙（Calcium chloride,CaCl2）为交联剂,在SA浓度为1.75%,Gel浓度为4%,SA钠Gel比例为3:1,连续相、分散相流速比为3.5:1条件下,制得的微纤维长度在750μm左右,宽度在250μm左右,长径比约为3,粒径均一,形貌较好。其次,制备外负载HUVECs微纤维并对其进行生物学研究,实现了纤维外负载HUVECs的二维纤维支架的建立。对HUVECs的生长情况进行研究,确定了HUVECs的群体倍增时间为71 h,最适宜接种密度为5×104个/mL。红外光谱结果表明成功制备无细胞毒性的Gel交联剂氧化海藻酸钠（Oxidized sodium alginate,OSA）且OSA与Gel发生交联。细胞粘附实验表明,以OSA交联后的微纤维具有更好的细胞粘附性,细胞粘附效率由7.5%提高到了25.6%,且细胞在纤维外部的增殖作用也明显提高。同时,细胞在经固定Gel后的纤维支架上分泌的蛋白含量最高。扫描电子显微镜（Scanning electron microscopy,SEM）结果观察HUVECs在微纤维上可以实现黏附生长。体外降解实验支架在2个月的时候降解效率达80%,说明支架具有良好的体外降解性。接着,制备内包裹HUVECs微纤维并对其进行生物学研究,实现了纤维内包裹HUVECs的三维纤维支架的建立。用京尼平分别对支架进行不同时间0 min、10 min和30 min的固定,实现了微纤维内外成分的差异,利于细胞迁移。Gel释放实验和体外降解实验证明了可以通过控制京尼平的交联时间,达到不同交联的程度,并且降解实验说明三组微纤维具有良好的降解性。红外结果表明10 min组和30 min组京尼平成功与Gel交联。细胞计数试剂盒法（Cell Counting Kit-8,CCK-8）和一氧化氮（Nitric Oxide,NO）化学法均显示了10 min组和30 min组细胞在微纤维中显示出了较高活性。用细胞膜红色荧光探针标记HUVECs,采用激光共聚焦显微镜（Confocal laser scanning microscopy,CLSM）观察细胞在微纤维内的生长,结果显示10 min组微纤维培养到15 d时,细胞发生从内向外的迁移,生成血管状结构。苏木精-伊红（Hematoxylin-eosin,HE）染色和免疫组化表明细胞在微纤维中发生了从内向外的迁移。免疫荧光实验显示10 min组细胞在微纤维中大量表达血小板-内皮细胞粘附分子（Platelet endothelial cell adhesion molecule-1,CD31）。随着培养时间增加,细胞表达血管生成基因的含量也增加。最后,研究可注射型微纤维的生物相容性和体内血管化。细胞毒性实验、急性毒性实验、溶血实验结果说明可注射型微纤维具有良好的生物相容性。将内包裹HUVECs可注射型微纤维注射到小鼠体内,观察血管化情况,切片结果表明,注射的微纤维处周围有大量炎性肉芽组织聚集,炎性肉芽组织中有毛细血管的生成,说明微纤维可增加注射部位周围组织血管化的趋势。综上所述,运用微流控技术可成功制备短棒状SA/Gel微纤维;外负载HUVECs微纤维具有很好的细胞粘附性;内包裹HUVECs微纤维体外培养可形成血管状微组织;可注射型微纤维具有很好的生物相容性,可增加注射部位周围组织血管化的趋势。可注射型微纤维可以为解决组织工程血管化问题提供一个新的思路。